摘要

甲醇解是一种将消费后PET塑料废料解聚成单体原料的化学方法，这些单体原料可作为起始组分，用于生产与原聚合物质量相同的聚合物材料或其他有价值的产品。

通常，传统的甲醇解需要在高温高压下进行，需要高昂的资金和运营成本，并且会产生二氧化碳排放，对环境造成不利影响。

本研究开发了一种低能耗的催化甲醇解方法，用于将PET树脂转化为对苯二甲酸二甲酯（DMT）。

碳酸钾（K₂CO₃）是一种廉价且无毒的盐，被用作催化剂，并研究了助溶剂对催化性能的影响，从而开发了一种在常温下分解生成DMT的新方法。

与现有的甲醇解工艺相比，所提出的体系的总反应速率相对较慢且稳定，但PET树脂可在24小时内完全分解成单体。有趣的是，在20–35 °C的温和温度范围内，DMT的选择性很高。

在25 °C下进行甲醇解反应，当甲醇、二氯甲烷和K₂CO₃与PET重复单元的摩尔比分别为50、50和0.2时，DMT的产率为93.1%。

在该实验装置中，水分与PET重复单元的初始摩尔比调整为0.4。2-羟乙基对苯二甲酸甲酯和对苯二甲酸单甲酯是该过程中产生的主要副产物。

结果表明，通过控制水分含量可以实现PET到DMT的理想转化。

除了采用多种分析方法对产物进行表征外，我们还进行了参数研究，以探究最可能的反应步骤并观察PET甲醇解的反应行为。

基于所提出的反应机理，建立了动力学模型，并将其与实验数据进行比较，以估算动力学参数。

在该反应体系中，PET的解聚显然经历了两个反应步骤，且PET降解的活化能相对较低，为66.5 kJ mol⁻¹，这解释了PET在常温常压下的催化甲醇解反应。