MIL⁃53⁃OHx催化合成聚对苯二甲酸乙二醇酯的研究

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2025.11.010

中国塑料 ›› 2025, Vol. 39 ›› Issue (11): 59-65.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.11.010

MIL⁃53⁃OH_x催化合成聚对苯二甲酸乙二醇酯的研究

王继¹(), 白威²(), 武文慧³, 王庆印², 王公应²

^1.山西工程科技职业大学，山西晋中 030619
^2.中国科学院成都有机化学研究所，成都 610041
^3.山西警察学院，太原 030401

出版日期:2025-11-26 发布日期:2025-11-21
通讯作者: 白威（1980-），男，研究员，主要从事聚合物改性领域的研究，baiwei@cioc. ac. cn
E-mail:wangji1@sxgkd.edu.cn;baiwei@cioc. ac. cn
作者简介:王继（1995-），男，讲师，主要从事聚酯合成用催化剂的研究，wangji1@sxgkd.edu.cn

Synthesis of poly（ethylene terephthalate） catalyzed by MIL⁃53⁃OH_x

WANG Ji¹(), BAI Wei²(), WU Wenhui³, WANG Qingyin², WANG Gongying²

^1.Shanxi Vocational University of Engineering Science and Technology，Jinzhong 030619，China
^2.Chengdu Institute of Organic Chemistry，Chinese Academy of Sciences，Chengdu 610041，China
^3.Shanxi Police College，Taiyuan 030401，China

Online:2025-11-26 Published:2025-11-21
Contact: BAI Wei E-mail:wangji1@sxgkd.edu.cn;baiwei@cioc. ac. cn

摘要/Abstract

摘要：

制备了具有不同—OH比例的Al⁃MIL⁃53⁃OH_x材料，并通过红外光谱、热重分析、X射线衍射、透射电子显微镜和N₂低温物理吸附对材料的热稳定性和结构进行了表征。同时考察了不同Al⁃MIL⁃53⁃OH_x用量、不同缩聚时间以及不同缩聚温度对于聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）黏度以及分子量的影响。结果表明，羟基的引入有助于缩短反应时间。

关键词: MIL?53?OH_x, 聚对苯二甲酸乙二醇酯, 缩聚反应, 铝基催化剂, 黏度

Abstract:

This study reports the synthesis of Al⁃MIL⁃53⁃OH_x materials with varying hydroxyl group ratios and their application as catalysts in the production of poly（ethylene terephthalate）（PET）. The catalysts were characterized for their thermal stability and structure using techniques including Fourier⁃transform infrared spectroscopy， thermogravimetric analysis， X⁃ray diffraction， transmission electron microscopy， and N₂ low⁃temperature physisorption. The influence of key synthesis parameters， namely catalyst dosage， polycondensation time， and polycondensation temperature， on the intrinsic viscosity and molecular weight of the resulting PET was systematically investigated. The results demonstrated that the introduction of hydroxyl groups into the MIL⁃53 framework significantly enhanced catalytic activity， leading to a substantial reduction in the required reaction time.

Key words: MIL?53?OH_x, poly （ethylene terephthalate）, polycondensation reaction, aluminum?based catalyst, viscosity

中图分类号:

TQ323.4

王继, 白威, 武文慧, 王庆印, 王公应. MIL⁃53⁃OH_x催化合成聚对苯二甲酸乙二醇酯的研究[J]. 中国塑料, 2025, 39(11): 59-65.

WANG Ji, BAI Wei, WU Wenhui, WANG Qingyin, WANG Gongying. Synthesis of poly（ethylene terephthalate） catalyzed by MIL⁃53⁃OH_x[J]. China Plastics, 2025, 39(11): 59-65.

图/表 12

图1 PET分子结构

Fig. 1 The molecular structure of PET

图2 Al⁃MIL⁃53⁃OHx的XRD谱图

Fig. 2 The XRD pattern of Al⁃MIL⁃53⁃OHx

图3 Al⁃MIL⁃53⁃OHx的TEM照片

Fig.3 TEM of Al⁃MIL⁃53⁃OHx

图4 Al⁃MIL⁃53⁃OHx的红外光谱

Fig.4 IR spectra of Al⁃MIL⁃53⁃OHx

图5 Al⁃MIL⁃53⁃OHx的N2吸附和脱附等温线

Fig.5 N2 adsorption and desorption isotherm of Al⁃MIL⁃53⁃OHx

样品	BET 比表面积/m²·g^-1	t⁃Plot 微孔体积/ cm³·g^-1	平均孔径/nm
Al⁃MIL⁃53⁃OH₂₅	875	0.35	1.7
Al⁃MIL⁃53⁃OH₅₀	708	0.31	1.5
Al⁃MIL⁃53⁃OH₇₅	398	0.18	1.2
Al⁃MIL⁃53⁃OH₁₀₀	89	-	-

表1 Al⁃MIL⁃53⁃OHx的比表面积

Tab.1 Specific surface area of Al⁃MIL⁃53⁃OHx

图6 Al⁃MIL⁃53⁃OHx的TG曲线

Fig.6 TGA curve of Al⁃MIL⁃53⁃OHx

图7 催化剂用量对PET特性黏度及分子量的影响

Fig.7 The effects of catalyst amount on the properties of PET synthesized

图8 缩聚时间对PET聚酯特性黏度及分子量的影响

Fig.8 The effects of polycondensation time on the properties of PET synthesized

图9 缩聚温度对PET聚酯特性黏度及分子量的影响

Fig.9 The effects of polycondensation temperature on the intrinsic viscosity of PET

图10 不同催化剂所得PET的拉伸曲线

Fig.10 Stress⁃strain curves curve of PET obtained by different catalysis

图11 MIL⁃53⁃OHx催化PET反应机理图

Fig.11 The proposed mechanism of the PET syntheses catalyzed by MIL⁃53⁃OH x

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