KR20180007574A - Organic zinc supported catalyst, preparation method of the catalyst, and preparation method of poly(alkylene carbonate) resin using the catalyst - Google Patents

Organic zinc supported catalyst, preparation method of the catalyst, and preparation method of poly(alkylene carbonate) resin using the catalyst Download PDF

Info

Publication number
KR20180007574A
KR20180007574A KR1020160088784A KR20160088784A KR20180007574A KR 20180007574 A KR20180007574 A KR 20180007574A KR 1020160088784 A KR1020160088784 A KR 1020160088784A KR 20160088784 A KR20160088784 A KR 20160088784A KR 20180007574 A KR20180007574 A KR 20180007574A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
zinc
carbon
poly
group
acid
Prior art date
Application number
KR1020160088784A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102082274B1 (en
Inventor
방정업
박승영
김상훈
황교현
김성경
송철옥
이준의
이원균
방용주
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020160088784A priority Critical patent/KR102082274B1/en
Publication of KR20180007574A publication Critical patent/KR20180007574A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102082274B1 publication Critical patent/KR102082274B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/02Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
    • B01J31/12Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides containing organo-metallic compounds or metal hydrides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/06Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of zinc, cadmium or mercury
    • B01J32/00
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0201Impregnation
    • B01J37/0203Impregnation the impregnation liquid containing organic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G64/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbonic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G64/20General preparatory processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G64/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbonic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G64/20General preparatory processes
    • C08G64/32General preparatory processes using carbon dioxide
    • C08G64/34General preparatory processes using carbon dioxide and cyclic ethers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

The present invention relates to an organic zinc supported catalyst, a preparation method thereof and a method for preparing a poly(alkylene carbonate) resin using the catalyst. The organic zinc supported catalyst according to the present invention shows improved activities in a polymerization process for manufacturing a poly(alkylene carbonate) resin and can easily collect poly(alkylene carbonate) after polymerization.

Description

유기 아연 담지 촉매, 이의 제조 방법, 및 상기 촉매를 이용한 폴리알킬렌 카보네이트 수지의 제조 방법{ORGANIC ZINC SUPPORTED CATALYST, PREPARATION METHOD OF THE CATALYST, AND PREPARATION METHOD OF POLY(ALKYLENE CARBONATE) RESIN USING THE CATALYST}Technical Field [0001] The present invention relates to an organic zinc-supported catalyst, an organic zinc-supported catalyst, a method for producing the same, and a method for producing a polyalkylene carbonate resin using the catalyst. BACKGROUND ART < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 폴리알킬렌 카보네이트 수지의 제조를 위한 중합 과정에서 향상된 활성을 나타내면서도 중합 후 회수가 용이한 유기 아연 담지 촉매 및 이의 제조 방법과, 상기 촉매를 이용한 폴리알킬렌 카보네이트 수지의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an organic zinc-supported catalyst which exhibits improved activity in the course of polymerization for the production of polyalkylene carbonate resin and which can be recovered easily after polymerization, a method for producing the same, and a process for producing a polyalkylene carbonate resin using the catalyst will be.

폴리알킬렌 카보네이트는 비결정성의 투명 수지로서, 유사 계열의 엔지니어링 플라스틱인 방향족 카보네이트와 달리, 지방족 구조만을 가지고 있으며, 이산화탄소와 에폭사이드를 단량체로 하여 촉매 하에서 공중합 반응에 의해 합성된다. 이러한 폴리알킬렌 카보네이트는 우수한 투명성, 신율 및 산소 차단 성능을 가지고 있고, 생분해성을 나타내며, 연소 시 이산화탄소와 물로 완전히 분해되어 탄소 잔류물이 남지 않는다는 장점을 가지고 있다.The polyalkylene carbonate is an amorphous transparent resin, unlike an aromatic carbonate which is an engineering plastic of a similar type, has only an aliphatic structure, and is synthesized by a copolymerization reaction under a catalyst in which carbon dioxide and epoxide are used as monomers. These polyalkylene carbonates have excellent transparency, elongation and oxygen barrier properties, exhibit biodegradability, and are completely decomposed into carbon dioxide and water during combustion, leaving no carbon residue.

이에 따라 폴리알킬렌 카보네이트 수지의 제조를 위한 다양한 촉매가 연구 및 제안되고 있으며, 대표적인 촉매로서 아연 및 디카르복실산이 결합된 아연 글루타레이트 촉매 등의 아연 디카르복실레이트계 촉매가 알려져 있다.Accordingly, various catalysts for the production of polyalkylene carbonate resins have been studied and proposed, and zinc dicarboxylate-based catalysts such as zinc glutarate catalysts having zinc and dicarboxylic acid bonded thereto are known as typical catalysts.

이러한 아연 디카르복실레이트계 촉매, 대표적으로 아연 글루타레이트 촉매는 아연 전구체와 글루타르산 등의 디카르복실산을 반응시켜 형성되며, 미세한 결정성 입자 형태를 띠게 된다. 그런데, 이러한 결정성 입자 형태의 아연 디카르복실레이트계 촉매는 그 제조 과정에서 균일하고도 미세한 입경을 갖도록 제어되기 어려웠다. 기존 아연 디카르복실레이트계 촉매는 나노미터 스케일의 입자 크기를 갖지만, 매질 내에서 상기 촉매 입자들의 응집으로 인해 입경이 커지고 표면적이 작아진 응집체가 형성됨에 따라, 이를 이용한 폴리알킬렌 카보네이트 수지의 제조시 촉매 활성이 저하되는 문제가 있다.Such a zinc dicarboxylate catalyst, typically a zinc glutarate catalyst, is formed by reacting a zinc precursor with a dicarboxylic acid, such as glutaric acid, and is in the form of a fine crystalline particle. However, it has been difficult to control the zinc dicarboxylate type catalyst in the form of crystalline particles so as to have a uniform and fine particle size in its production process. Conventional zinc dicarboxylate catalysts have a particle size on the nanometer scale, but as agglomerates of the catalyst particles in the medium are formed, agglomerates having a larger particle diameter and a smaller surface area are formed. Thus, the production of a polyalkylene carbonate resin There is a problem that the catalytic activity decreases.

이와 관련하여, 아연 디카르복실레이트계 촉매의 제조에 사용되는 아연 전구체의 크기가 작을수록 생성된 촉매의 활성 증대에 중요한 영향을 미치는 것으로 나타났다.In this connection, it has been found that the smaller the size of the zinc precursor used in the preparation of the zinc dicarboxylate-based catalyst, the greater the effect on the activity increase of the produced catalyst.

일반적으로 아연 디카르복실레이트계 촉매의 제조에 아연 소스 (아연 전구체)로 사용되는 산화아연 파우더는 입자의 크기가 수십 내지 수백 나노미터 수준이고 비표면적이 약 10 ㎡/g 정도인 이온결합물이다. 이러한 산화아연 파우더는 극성이 매우 높아 극성 용매에서는 분산이 잘되지만, 비극성 용매에서는 입자들이 서로 뭉쳐 매우 큰 응집체를 형성한다. 이처럼 입자들이 응집된 상태에서 촉매 합성 반응이 이루어질 경우, 반응계 전체에서 살펴볼 때 불균일한 반응이 진행되고, 이에 따라 생성된 촉매 결정도의 불균질성이 높아져 촉매의 활성 또한 낮은 값을 가지게 된다.Generally zinc oxide powder used as a zinc source (zinc precursor) in the manufacture of zinc dicarboxylate catalysts is an ionic binder having a particle size of several tens to several hundred nanometers and a specific surface area of about 10 m < 2 > / g . These zinc oxide powders have a very high polarity and are well dispersed in polar solvents, but in non-polar solvents, the particles aggregate together to form very large aggregates. When the catalyst synthesis reaction is carried out in the state where the particles are aggregated, the heterogeneous reaction proceeds in the entire reaction system, and the heterogeneity of the produced catalyst crystals is increased and the activity of the catalyst is also low.

이와 관련하여, 국제 공개 특허 WO 2011/107577은 유기 아연 촉매의 제조에 사용되는 아연 소스를 유기 실란으로 표면처리하여 아연 소스의 비표면적을 넓힌 후 촉매를 합성하는 방법을 개시한다. 하지만 상기 방법은 유기 실란을 사용한 아연 소스의 표면 개질에 여러 단계 (반응, 선별, 건조 등의 단계)가 선행되어야 하기 때문에, 촉매 활성의 향상 효과에 비하여 제조 공정이 효율적이지 못한 한계가 있다.In this regard, International Patent Publication No. WO 2011/107577 discloses a method of synthesizing a catalyst after surface treatment of a zinc source used in the production of an organozinc catalyst with an organosilane to increase the specific surface area of the zinc source. However, since the surface modification of the zinc source using the organosilane must be preceded by several steps (such as reaction, selection, and drying), the above-described method has a limit in that the manufacturing process is not efficient compared to the effect of improving the catalytic activity.

이러한 이유로, 기존에 알려진 아연 디카르복실레이트계 촉매는 비교적 큰 입경 및 불균일한 입자 형태를 갖게 되는 경우가 많았다. 그런데, 상기 형태의 아연 디카르복실레이트계 촉매를 폴리알킬렌 카보네이트 수지의 제조를 위한 중합 공정에 적용할 경우, 반응물과 촉매 간의 충분한 접촉 면적이 확보되지 않아, 중합 활성이 충분히 발현되지 못하는 문제점이 있다.For this reason, conventionally known zinc dicarboxylate catalysts often have relatively large particle sizes and nonuniform particle morphologies. However, when the above-described zinc dicarboxylate catalyst is applied to a polymerization process for producing a polyalkylene carbonate resin, a sufficient contact area between the reactant and the catalyst can not be ensured and the polymerization activity can not be sufficiently expressed have.

부가하여, 기존의 아연 디카르복실레이트계 촉매는 백바이팅 반응(backbiting reaction)에 의해, 중합된 폴리알킬렌 카보네이트 수지의 해중합을 일으키므로 중합 종료 후 수지로부터 제거가 필요하다. 이를 위해, 응집제를 투입한 후 필터를 이용하여 물리적으로 촉매를 제거하거나, 혹은 이온교환수지를 이용하여 화학적으로 촉매를 제거하는 방법이 이용될 수 있다. 그러나, 이러한 방법들을 이용한 아연 디카르복실레이트계 촉매의 제거는 용매를 추가로 투입하여 점도를 낮춰준 후, 촉매를 제거한 다음 용매를 제거하는 공정을 포함하여 많은 에너지와 추가 공정이 소요될 뿐만 아니라, 중합에 이용된 촉매의 재사용이 까다롭다는 문제점이 있다.In addition, existing zinc dicarboxylate-based catalysts require depolymerization of the polymerized polyalkylene carbonate resin by a backbiting reaction, and hence removal from the resin after completion of the polymerization. For this purpose, it is possible to use a method in which a coagulant is added and then the catalyst is physically removed by using a filter, or the catalyst is chemically removed by using an ion exchange resin. However, removal of the zinc dicarboxylate-based catalyst using these methods requires a lot of energy and further processing including a step of lowering the viscosity by further adding a solvent, removing the catalyst and then removing the solvent, There is a problem that the catalyst used in the polymerization is difficult to be reused.

본 발명에서는 폴리알킬렌 카보네이트 수지의 제조를 위한 중합 과정에서 향상된 활성을 나타내면서도 중합 후 회수가 용이한 유기 아연 담지 촉매가 제공된다.The present invention provides an organic zinc-supported catalyst which exhibits improved activity in the polymerization process for the production of a polyalkylene carbonate resin and is easy to recover after polymerization.

또한, 본 발명에서는 상기 유기 아연 담지 촉매의 제조 방법이 제공된다.Also, the present invention provides a process for producing the organic zinc-supported catalyst.

그리고, 본 발명에서는 상기 유기 아연 촉매를 이용한 폴리알킬렌 카보네이트 수지의 제조 방법이 제공된다. In the present invention, a method for producing a polyalkylene carbonate resin using the organic zinc catalyst is provided.

본 발명에 따르면According to the present invention

양이온성 고분자, 음이온성 고분자 및 양쪽성 고분자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 고분자 화합물(macromolecular compound)로 표면처리된 카본 지지체; 및A carbon support surface-treated with at least one macromolecular compound selected from the group consisting of a cationic polymer, an anionic polymer, and an amphoteric polymer; And

상기 고분자 화합물로 표면처리된 카본 지지체 상에 담지된 아연 디카르복실레이트계 화합물A zinc dicarboxylate compound supported on a carbon support surface-treated with the polymer compound

을 포함하는, 유기 아연 담지 촉매가 제공된다.An organic zinc supported catalyst is provided.

또한, 본 발명에 따르면,Further, according to the present invention,

양이온성 고분자, 음이온성 고분자 및 양쪽성 고분자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 고분자 화합물과 카본 지지체를 용매 중에 혼합하여, 그 표면에 양이온성 그룹, 음이온성 그룹 및 양쪽성 그룹으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 이온성 그룹이 도입된 카본 지지체를 형성하는 단계; 및A polymeric compound selected from the group consisting of a cationic polymer, an anionic polymer, and an amphoteric polymer, and a carbon support are mixed in a solvent, and a solution of a mixture of a cationic group, an anionic group, and an amphoteric group selected from the group consisting of a cationic group, Forming a carbon support into which at least two ionic groups have been introduced; And

상기 카본 지지체가 포함된 용액 상에서 아연 전구체와 탄소수 3 내지 20인 디카르복실산을 반응시켜, 상기 카본 지지체 상에 담지된 아연 디카르복실레이트계 화합물을 형성하는 단계Reacting a zinc precursor with a dicarboxylic acid having 3 to 20 carbon atoms in a solution containing the carbon support to form a zinc dicarboxylate compound supported on the carbon support

를 포함하는 유기 아연 촉매의 제조 방법이 제공된다.≪ / RTI > is provided.

그리고, 본 발명에 따르면, 유기 아연 담지 촉매의 존재 하에, 에폭사이드 및 이산화탄소를 포함한 단량체를 중합시키는 단계를 포함하는 폴리알킬렌 카보네이트 수지의 제조 방법이 제공된다.According to the present invention, there is also provided a process for producing a polyalkylene carbonate resin, which comprises polymerizing a monomer containing an epoxide and carbon dioxide in the presence of an organic zinc-supported catalyst.

이하, 발명의 구현 예들에 따른 유기 아연 담지 촉매, 이의 제조 방법 및 상기 촉매를 이용한 폴리알킬렌 카보네이트 수지의 제조 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an organic zinc-supported catalyst according to embodiments of the present invention, a method for producing the same, and a method for producing a polyalkylene carbonate resin using the catalyst will be described in detail.

그에 앞서, 본 명세서에서 명시적인 언급이 없는 한, 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다.Prior to that, unless explicitly stated to the contrary, the terminology is used merely to refer to a specific embodiment and is not intended to limit the invention.

본 명세서에서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. The singular forms as used herein include plural forms as long as the phrases do not expressly contradict it.

본 명세서에서 사용되는 '포함'의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.Means that a particular feature, region, integer, step, operation, element and / or component is specified, and that other specific features, regions, integers, steps, operations, elements, components and / And the like.

본 명세서에서 "담지 촉매"라 함은, 원하는 화학 반응에 대해 활성을 갖는 촉매를 비활성을 갖는 지지체에 고정시켜 촉매의 활성을 높이거나 부가적인 장점을 얻을 수 있도록 제조된 촉매를 포괄하여 지칭할 수 있다. 이 때, 촉매는 지지체의 표면 혹은 내부의 기공에 화학적으로 또는 물리적으로 고정되어 있을 수 있다.As used herein, the term "supported catalyst" refers to a catalyst prepared by fixing a catalyst having activity to a desired chemical reaction on a support having inert activity to enhance the activity of the catalyst or to obtain additional advantages have. At this time, the catalyst may be chemically or physically fixed to the pores on the surface or inside of the support.

따라서, "유기 아연 담지 촉매"라 함은, 폴리알킬렌 카보네이트 수지의 제조에 활성을 갖는 아연 디카르복실레이트계 촉매와 같은 유기 아연 촉매가, 지지체의 내부 또는 표면에 공유 결합 또는 배위 결합 등의 화학 결합에 의해 혹은 접착, 부착, 흡착 또는 적어도 일부가 매립된 것과 같은 물리적 힘에 의해 고정되어 존재함을 지칭할 수 있다.Therefore, the term "organozinc supporting catalyst" means an organozinc catalyst, such as a zinc dicarboxylate catalyst having activity in the production of a polyalkylene carbonate resin, in the presence of a covalent bond or a coordination bond May be referred to as being fixed by chemical bonding or by physical force such as adhesion, adhesion, adsorption, or at least part of which is embedded.

I. 유기 아연 담지 촉매I. Organozinc Supported Catalyst

발명의 일 구현 예에 따르면,According to one embodiment of the invention,

양이온성 고분자, 음이온성 고분자 및 양쪽성 고분자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 고분자 화합물(macromolecular compound)로 표면처리된 카본 지지체; 및A carbon support surface-treated with at least one macromolecular compound selected from the group consisting of a cationic polymer, an anionic polymer, and an amphoteric polymer; And

상기 고분자 화합물로 표면처리된 카본 지지체 상에 담지된 아연 디카르복실레이트계 화합물A zinc dicarboxylate compound supported on a carbon support surface-treated with the polymer compound

을 포함하는, 유기 아연 담지 촉매가 제공된다.An organic zinc supported catalyst is provided.

본 발명자들의 계속적인 연구 결과, 양이온성 고분자, 음이온성 고분자, 양쪽성 고분자 등의 고분자 화합물로 표면처리된 카본 지지체 상에 아연 전구체와 디카르복실산의 반응 생성물이 담지된 촉매는, 폴리알킬렌 카보네이트의 중합을 위한 용액 내에서 높은 분산성을 보이면서도 촉매의 뭉침이 억제되어 향상된 중합 활성을 나타낼 수 있음이 확인되었다.As a result of continuous research by the present inventors, it has been found that a catalyst in which a reaction product of a zinc precursor and a dicarboxylic acid is carried on a carbon support surface-treated with a polymer compound such as a cationic polymer, an anionic polymer, an amphoteric polymer, It was confirmed that the catalyst showed a high dispersibility in the solution for the polymerization of carbonates while suppressing the catalyst aggregation and exhibited an improved polymerization activity.

이러한 효과는, 촉매의 제조시 매질로 사용되는 비극성 용매에 잘 분산되기 어려운 유기 아연 촉매가 상기 표면처리된 카본 지지체와의 이온결합으로 인해 촉매간 뭉침이 억제될 수 있기 때문인 것으로 예측된다. 나아가, 상기 표면처리된 카본 지지체는 촉매의 건조 후에도 촉매간의 뭉침을 방지하는 역할을 할 수 있기 때문에, 상기 유기 아연 촉매는 높은 활성을 보이는 것으로 판단된다.This effect is expected to be due to the fact that the organozinc catalyst, which is difficult to disperse well in the nonpolar solvent used as a medium in the preparation of the catalyst, may be inhibited from intermixing due to ionic bonding with the surface treated carbon support. Furthermore, since the surface-treated carbon support can prevent catalyst aggregation even after the catalyst is dried, it is considered that the organic zinc catalyst exhibits high activity.

즉, 표면처리된 카본 지지체에 담지된 유기 아연 촉매는, 폴리머 중합시 밀도가 낮고 표면적이 넓은 카본 지지체에 의해 촉매 입자간 거리가 멀어지고, 이로 인해 점도가 높은 폴리머가 중합 매질의 전반에서 균일하게 생성될 수 있으며, 모노머가 촉매의 활성점에 쉽게 접근할 수 있는 조건을 형성할 수 있다.That is, the organozinc catalyst supported on the surface-treated carbon support has a low density and a large surface area, so that the distance between the catalyst particles is distanced by the carbon support having a large surface area. As a result, the polymer having a high viscosity is uniformly distributed And can form conditions in which the monomer can easily access the active site of the catalyst.

상기 구현 예에 있어서, 상기 카본 지지체는 카본 소재의 지지체이다.In this embodiment, the carbon support is a carbon support.

상기 카본 지지체는 1 차원의 침상형, 2 차원의 판형, 3 차원의 구형 또는 로드형과 같은 다양한 형태를 가질 수 있다. 바람직하게는, 상기 카본 지지체는 구형 입자들이 연결되어 있거나 또는 그와 유사한 형태인 것이 유기 아연 촉매의 뭉침을 억제하는데 유리할 수 있다.The carbon support may have various shapes such as a one-dimensional acicular shape, a two-dimensional plate shape, a three-dimensional spherical shape, or a rod shape. Preferably, the carbon support may be advantageous to inhibit aggregation of the organozinc catalyst, with spherical particles connected or in a similar form.

예를 들어, 상기 카본 지지체는 탄소나노튜브(carbon nanotube), 그라파이트(graphite), 그라핀(graphene), 활성탄소(activated carbon), 다공성 탄소(mesoporous carbon), 카본블랙(carbon black), 탄소나노섬유(carbon nanofiber), 탄소나노와이어(carbon nanowire), 탄소나노혼(carbon nanohorn), 탄소에어로겔(carbon aerogel), 탄소나노링(carbon nanoring), 및 플러렌(C60)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물일 수 있다.For example, the carbon support may be a carbon nanotube, a graphite, a graphene, an activated carbon, a mesoporous carbon, a carbon black, a carbon nano- At least one selected from the group consisting of carbon nanofibers, carbon nanowires, carbon nanohorns, carbon aerogels, carbon nanoring, and fullerenes (C60) Lt; / RTI >

특히, 상기 구현 예에 있어서, 상기 카본 지지체는 전하를 갖는 고분자 화합물로 표면처리된 것이다. 즉, 상기 카본 지지체는 그 표면의 적어도 일부가 전하를 갖는 고분자 화합물로 코팅되어 전하를 갖는 이온성 그룹이 도입된 것이다.Particularly, in this embodiment, the carbon support is surface-treated with a polymer compound having a charge. That is, the carbon support is coated with a polymer compound having at least a part of the surface of the carbon support, and an ionic group having a charge is introduced.

상기 구현 예의 유기 아연 담지 촉매는 전하를 갖는 고분자로 표면 처리된 상기 카본 지지체를 포함함에 따라, 이러한 카본 지지체 없이 제조된 촉매에 비하여 높은 활성을 나타낼 수 있을 뿐 아니라, 제조 과정에서도 필터를 이용한 분리가 용이하다는 장점을 갖는다.Since the organic zinc-supported catalyst of the embodiment includes the carbon support surface-treated with the polymer having charge, it can exhibit higher activity than the catalyst prepared without such a carbon support, It has an advantage that it is easy.

발명의 일 실시 상태에 따르면, 상기 전하를 갖는 고분자 화합물은 계면활성제, 전하를 갖는 합성 고분자 또는 이온 교환 수지 등일 수 있으며; 바람직하게는 양이온성 고분자, 음이온성 고분자 및 양쪽성 고분자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 고분자 화합물일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the polymer compound having the charge may be a surfactant, a synthetic polymer having charge, or an ion exchange resin; Preferably, it may be at least one polymer compound selected from the group consisting of a cationic polymer, an anionic polymer, and an amphoteric polymer.

상기 양이온성 고분자로는 폴리(알릴아민 염산염)(poly(allylamine hydrochloride)), 폴리(에틸렌 이민)(poly(ethylene imine)), 폴리(L-라이신)(poly(L-lysine)), 폴리(디알릴디메틸 염화암모늄)(poly(diallyldimethyl ammonium chloride)), 폴리(비닐아민 염산염)(poly(vinylamine hydrochloride)), 폴리(2-(디메틸아미노)에틸 메타크릴레이트)(poly(2-(dimethylamino)ethyl methacrylate)), 및 폴리(아미도 아민)(poly(amido amine))으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물을 예로 들 수 있다.Examples of the cationic polymer include poly (allylamine hydrochloride), poly (ethylene imine), poly (L-lysine), poly (ethyleneimine) (Diallyldimethyl ammonium chloride), poly (vinylamine hydrochloride), poly (2- (dimethylamino) ethyl methacrylate) (poly (2- dimethylamino) ethyl methacrylate), and poly (amido amine) (poly (amido amine)).

그리고, 상기 음이온성 고분자는 폴리글루탐산(polyglutamic acid), 폴리아크릴산(polyacrylic acid), 폴리(스타이렌 술폰산염)(poly(styrene sulfonate)), 카복시메틸 셀룰로스(carboxymethyl cellulose), 셀룰로오스 황산염(cellulose sulfate), 덱스트란 황산염(dextran sulfate), 헤파린 황산염(heparin sulfate), 및 폴리(메틸렌-co-구아니딘)(poly(methylene-co-guanidine))으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물을 예로 들 수 있다.The anionic polymer may be selected from the group consisting of polyglutamic acid, polyacrylic acid, poly (styrene sulfonate), carboxymethyl cellulose, cellulose sulfate, At least one compound selected from the group consisting of dextran sulfate, heparin sulfate, and poly (methylene-co-guanidine).

그리고, 상기 양쪽성 고분자는 코카미도프로필 베테인(cocamidopropyl betaine), 옥틸 베테인(octyl betaine), 세틸 베테인(cetyl betaine), 및 스테아릴 베테인(stearyl betaine)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물을 예로 들 수 있다.The ampholytic polymer may be at least one selected from the group consisting of cocamidopropyl betaine, octyl betaine, cetyl betaine, and stearyl betaine. Compounds are exemplified.

한편, 발명의 일 실시 상태에 따른 유기 아연 담지 촉매는, 상기 고분자 화합물로 표면처리된 카본 지지체 상에 담지된 아연 디카르복실레이트계 화합물을 포함한다.On the other hand, the organic zinc-supported catalyst according to one embodiment of the present invention includes a zinc dicarboxylate compound supported on a carbon support surface treated with the polymer compound.

상기 아연 디카르복실레이트계 화합물은 아연 전구체와 탄소수 3 내지 20인 디카르복실산의 반응 생성물로서, 상기 고분자로 표면처리된 카본 지지체 상의 이온성 그룹과 화학적 또는 물리적인 결합에 의해 담지된다.The zinc dicarboxylate compound is a reaction product of a zinc precursor and a dicarboxylic acid having 3 to 20 carbon atoms and is supported by chemical or physical bonding with an ionic group on a carbon support surface treated with the polymer.

여기서, 상기 아연 전구체는 산화아연(ZnO), 황산아연(ZnSO4), 염소산아연(Zn(ClO3)2), 질산아연(Zn(NO3)2), 초산아연(Zn(OAc)2), 및 수산화아연(Zn(OH)2)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물일 수 있다.Here, the zinc precursor is zinc oxide (ZnO), zinc sulfate (ZnSO 4), chlorate, zinc (Zn (ClO 3) 2) , zinc nitrate (Zn (NO 3) 2) , zinc acetate (Zn (OAc) 2) , And zinc hydroxide (Zn (OH) 2 ).

그리고, 상기 탄소수 3 내지 20인 디카르복실산은 말론산, 글루타르산, 숙신산, 아디프산, 테레프탈산, 이소프탈산, 호모프탈산, 및 페닐글루타르산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물일 수 있다.The dicarboxylic acid having 3 to 20 carbon atoms may be at least one compound selected from the group consisting of malonic acid, glutaric acid, succinic acid, adipic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, homophthalic acid, and phenylglutaric acid .

구체적으로, 상기 아연 디카르복실레이트계 화합물은 아연 말로네이트, 아연 글루타레이트, 아연 숙시네이트, 아연 아디페이트, 아연 테레프탈레이트, 아연 이소프탈레이트, 아연 호모프탈레이트, 및 아연 페닐글루타레이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물일 수 있다. 바람직하게는, 상기 유기 아연 담지 촉매의 활성 등의 측면에서, 상기 아연 디카르복실레이트계 화합물로는 아연 글루타레이트가 유리하다.Specifically, the zinc dicarboxylate-based compound may be at least one selected from the group consisting of zinc malonate, zinc glutarate, zinc succinate, zinc adipate, zinc terephthalate, zinc isophthalate, zinc homophthalate, and zinc phenyl glutarate ≪ / RTI > Preferably, zinc glutarate is advantageous as the zinc dicarboxylate compound in view of the activity of the organic zinc-supported catalyst.

상기 아연 디카르복실레이트계 화합물은 상기 아연 전구체와 디카르복실산이 상기 카본 지지체 상에서 화학적으로 반응하여 생성된다. 그에 따라, 상기 카본 지지체 상에 상기 아연 디카르복실레이트계 화합물의 담지를 위한 별도의 공정 없이 유기 아연 담지 촉매가 형성될 수 있다.The zinc dicarboxylate compound is produced by chemically reacting the zinc precursor and the dicarboxylic acid on the carbon support. Accordingly, an organic zinc-supported catalyst can be formed on the carbon support without a separate process for supporting the zinc dicarboxylate compound.

상기 디카르복실레이트계 화합물은 상기 고분자 화합물로 표면처리된 카본 지지체의 적어도 일부에 코팅 또는 부착된 형태로 담지되어 있을 수 있고, 또는 상기 고분자로 표면처리된 카본 지지체 상에 플레이크(flake) 형태로 담지되어 있을 수 있다.The dicarboxylate compound may be supported on at least a part of the carbon support surface treated with the polymer compound in the form of a coating or attached thereto or in the form of a flake on a carbon support surface treated with the polymer May be carried.

발명의 일 실시 상태에 따르면, 이러한 아연 디카르복실레이트계 화합물은 10 nm 내지 100 nm의 두께를 가지는 박막 및 20 nm 내지 700 nm의 사이즈를 가지는 플레이크를 이루며 상기 카본 지지체에 담지되어 있을 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the zinc dicarboxylate compound may be supported on the carbon support to form a thin film having a thickness of 10 nm to 100 nm and a flake having a size of 20 nm to 700 nm.

II. 유기 아연 촉매의 제조 방법II. Method for producing organic zinc catalyst

한편, 발명의 다른 구현 예에 따르면,On the other hand, according to another embodiment of the invention,

양이온성 고분자, 음이온성 고분자 및 양쪽성 고분자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 고분자 화합물과 카본 지지체를 용매 중에 혼합하여, 그 표면에 양이온성 그룹, 음이온성 그룹 및 양쪽성 그룹으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 이온성 그룹이 도입된 카본 지지체를 형성하는 단계; 및A polymeric compound selected from the group consisting of a cationic polymer, an anionic polymer, and an amphoteric polymer, and a carbon support are mixed in a solvent, and a solution of a mixture of a cationic group, an anionic group, and an amphoteric group selected from the group consisting of a cationic group, Forming a carbon support into which at least two ionic groups have been introduced; And

상기 카본 지지체가 포함된 용액 상에서 아연 전구체와 탄소수 3 내지 20인 디카르복실산을 반응시켜, 상기 카본 지지체 상에 담지된 아연 디카르복실레이트계 화합물을 형성하는 단계Reacting a zinc precursor with a dicarboxylic acid having 3 to 20 carbon atoms in a solution containing the carbon support to form a zinc dicarboxylate compound supported on the carbon support

를 포함하는 유기 아연 촉매의 제조 방법이 제공된다.≪ / RTI > is provided.

먼저, 양이온성 고분자, 음이온성 고분자 및 양쪽성 고분자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 고분자 화합물과 카본 지지체를 용매 중에 혼합하여, 그 표면에 양이온성 그룹, 음이온성 그룹 및 양쪽성 그룹으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 이온성 그룹이 도입된 카본 지지체를 형성하는 단계가 수행된다.First, at least one polymer compound selected from the group consisting of a cationic polymer, an anionic polymer, and an amphoteric polymer and a carbon support are mixed in a solvent, and a mixture of a cationic group, an anionic group, and an amphoteric group A step of forming a carbon support into which at least one selected ionic group is introduced is performed.

상기 단계는 용매 하에서 상기 카본 지지체와 상기 고분자 화합물을 혼합하여 교반하는 방법으로 수행될 수 있다. 이때, 상기 단계에서는 초음파 처리와 같은 고체의 표면처리에 통상적으로 적용되는 공정이 부가될 수 있다.The above step can be carried out by mixing and stirring the carbon support and the polymer compound in a solvent. At this time, a process commonly used in the surface treatment of a solid such as an ultrasonic treatment may be added.

상기 단계는 습식 공정으로서, 상기 단계에서의 용매는 상기 고분자에 의한 카본 전구체의 표면처리가 원활하게 이루어질 수 있는 임의의 유기 또는 수성 용매일 수 있다.The above step is a wet process, and the solvent in this step may be any organic or aqueous solvent in which the surface treatment of the carbon precursor by the polymer can be carried out smoothly.

이러한 용매의 예로는, 톨루엔, 헥산, 디메틸포름아마이드, 에탄올, 및 물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 용매를 들 수 있다.Examples of such solvents include at least one solvent selected from the group consisting of toluene, hexane, dimethylformamide, ethanol, and water.

상기 카본 지지체는 카본 소재의 지지체로서, 1 차원의 침상형, 2 차원의 판형, 3 차원의 구형 또는 로드형과 같은 다양한 형태를 가질 수 있다. 바람직하게는, 상기 카본 지지체는 구형 입자들이 연결되어 있거나 또는 그와 유사한 형태인 것이 유기 아연 촉매의 뭉침을 억제하는데 유리할 수 있다.The carbon support may be various types such as one-dimensional needle-shaped, two-dimensional plate-like, three-dimensional spherical or rod-like supports. Preferably, the carbon support may be advantageous to inhibit aggregation of the organozinc catalyst, with spherical particles connected or in a similar form.

예를 들어, 상기 카본 지지체는 탄소나노튜브(carbon nanotube), 그라파이트(graphite), 그라핀(graphene), 활성탄소(activated carbon), 다공성 탄소(mesoporous carbon), 카본블랙(carbon black), 탄소나노섬유(carbon nanofiber), 탄소나노와이어(carbon nanowire), 탄소나노혼(carbon nanohorn), 탄소에어로겔(carbon aerogel), 탄소나노링(carbon nanoring), 및 플러렌(C60)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물일 수 있다.For example, the carbon support may be a carbon nanotube, a graphite, a graphene, an activated carbon, a mesoporous carbon, a carbon black, a carbon nano- At least one selected from the group consisting of carbon nanofibers, carbon nanowires, carbon nanohorns, carbon aerogels, carbon nanoring, and fullerenes (C60) Lt; / RTI >

그리고, 상기 양이온성 고분자로는 폴리(알릴아민 염산염)(poly(allylamine hydrochloride)), 폴리(에틸렌 이민)(poly(ethylene imine)), 폴리(L-라이신)(poly(L-lysine)), 폴리(디알릴디메틸 염화암모늄)(poly(diallyldimethyl ammonium chloride)), 폴리(비닐아민 염산염)(poly(vinylamine hydrochloride)), 폴리(2-(디메틸아미노)에틸 메타크릴레이트)(poly(2-(dimethylamino)ethyl methacrylate)), 및 폴리(아미도 아민)(poly(amido amine))으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물을 예로 들 수 있다.Examples of the cationic polymer include poly (allylamine hydrochloride), poly (ethylene imine), poly (L-lysine), poly Poly (diallyldimethyl ammonium chloride), poly (vinylamine hydrochloride), poly (2- (dimethylamino) ethyl methacrylate) (poly (2- dimethylamino) ethyl methacrylate), and poly (amido amine) (poly (amido amine)).

상기 음이온성 고분자는 폴리글루탐산(polyglutamic acid), 폴리아크릴산(polyacrylic acid), 폴리(스타이렌 술폰산염)(poly(styrene sulfonate)), 카복시메틸 셀룰로스(carboxymethyl cellulose), 셀룰로오스 황산염(cellulose sulfate), 덱스트란 황산염(dextran sulfate), 헤파린 황산염(heparin sulfate), 및 폴리(메틸렌-co-구아니딘)(poly(methylene-co-guanidine))으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물을 예로 들 수 있다.The anionic polymer may be selected from the group consisting of polyglutamic acid, polyacrylic acid, poly (styrene sulfonate), carboxymethyl cellulose, cellulose sulfate, At least one compound selected from the group consisting of dextran sulfate, heparin sulfate, and poly (methylene-co-guanidine).

상기 양쪽성 고분자는 코카미도프로필 베테인(cocamidopropyl betaine), 옥틸 베테인(octyl betaine), 세틸 베테인(cetyl betaine), 및 스테아릴 베테인(stearyl betaine)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물을 예로 들 수 있다.Wherein the ampholytic polymer is at least one compound selected from the group consisting of cocamidopropyl betaine, octyl betaine, cetyl betaine, and stearyl betaine. For example.

상기 단계에서, 상기 고분자는 카본 지지체에 대하여 1 내지 500 중량%, 또는 1 내지 300 중량%, 또는 5 내지 150 중량%, 또는 10 내지 100 중량%로 사용될 수 있다. 즉, 상기 카본 지지체에 대한 표면처리가 충분히 이루어질 수 있도록 하기 위하여, 상기 고분자는 카본 지지체에 대하여 1 중량% 이상으로 사용되는 것이 바람직하다. 다만, 상기 고분자가 과량으로 혼합될 경우 고분자가 아연 전구체 및 디카르복실산의 반응에 참여하여 부반응이 유발되거나, 매질의 조성에 영향을 주게 되어 촉매의 결정성을 저하시킬 수 있으며, 이로 인해 카본 지지체의 응집이 유발될 수 있다. 그러므로, 상기 고분자는 카본 지지체에 대하여 500 중량% 이하로 사용되는 것이 바람직하다.In this step, the polymer may be used in an amount of 1 to 500 wt%, or 1 to 300 wt%, or 5 to 150 wt%, or 10 to 100 wt%, based on the carbon support. That is, the polymer is preferably used in an amount of 1% by weight or more with respect to the carbon support, so that the surface treatment of the carbon support can be sufficiently performed. However, when the polymer is excessively mixed, the polymer may participate in the reaction of the zinc precursor and the dicarboxylic acid to induce a side reaction or affect the composition of the medium, thereby deteriorating the crystallinity of the catalyst, Aggregation of the support may be caused. Therefore, it is preferable that the polymer is used in an amount of not more than 500% by weight based on the carbon support.

비제한적인 예로, 카본 지지체를 표면처리하는 공정은 다음과 같이 수행될 수 있다. 증류수에 양이온성 고분자, 음이온성 고분자 및 양쪽성 고분자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 고분자 화합물을 녹인다. 여기에 KNO3와 같은 염을 더 첨가하면 상기 고분자 화합물과 카본 지지체의 결합을 촉진할 수 있다. 이어서 카본 지지체를 넣는다. 소수성의 카본 지지체는 증류수와 섞이지 않지만, 이를 교반하면 카본 지지체 표면에 고분자 화합물의 소수성 성분과 카본 지지체가 결합하여 양이온 부분 또는 음이온 부분이 카본 지지체에 노출되면서 증류수에 잘 분산된 표면처리된 카본 지지체를 형성한다. 이것을 원심분리기를 이용해 증류수로 3회 세척한 후 건조하여 표면처리된 카본 지지체를 얻을 수 있다.As a non-limiting example, the process of surface treating a carbon support may be carried out as follows. Dissolves at least one polymer compound selected from the group consisting of a cationic polymer, an anionic polymer and an amphoteric polymer in distilled water. When a salt such as KNO 3 is further added thereto, the bonding between the polymer compound and the carbon support can be promoted. The carbon support is then placed. The hydrophobic carbon support is not mixed with the distilled water. However, if the carbon support is mixed with the distilled water, the hydrophobic component of the polymer compound and the carbon support bind to the surface of the carbon support and the cation portion or the anion portion is exposed to the carbon support. . This is washed three times with distilled water using a centrifuge and dried to obtain a surface-treated carbon support.

다음으로, 상기 카본 지지체가 포함된 용액 상에서 아연 전구체와 탄소수 3 내지 20인 디카르복실산을 반응시켜, 상기 카본 지지체 상에 담지된 아연 디카르복실레이트계 화합물을 형성하는 단계가 수행된다.Next, a step of reacting a zinc precursor with a dicarboxylic acid having 3 to 20 carbon atoms in a solution containing the carbon support is performed to form a zinc dicarboxylate compound supported on the carbon support.

상기 단계에서는 아연 전구체와 디카르복실산의 반응에 의해 아연 디카르복실레이트계 화합물이 형성되고, 이와 동시에 상기 아연 디카르복실레이트계 화합물이 상기 카본 지지체 상에 담지된다. 즉, 상기 카본 지지체 상에 상기 아연 디카르복실레이트계 화합물의 담지를 위한 별도의 공정 없이 유기 아연 담지 촉매가 형성될 수 있다.In this step, the zinc dicarboxylate compound is formed by the reaction of the zinc precursor and the dicarboxylic acid, and at the same time, the zinc dicarboxylate compound is supported on the carbon support. That is, an organic zinc-supported catalyst may be formed on the carbon support without a separate process for supporting the zinc dicarboxylate compound.

이때, 상기 아연 전구체와 디카르복실산과의 반응은 상기 디카르복실산을 균일하게 분산 또는 용해시킬 수 있는 용매의 존재 하에서 진행될 수 있다. 예를 들어, 교반이 가능한 반응기 내에 용매, 디카르복실산 및 상기 표면처리된 카본 지지체를 투입하고, 여기에 아연 전구체를 첨가하여 교반하는 방법으로 상기 반응을 진행할 수 있다. 다르게는, 베드 타입 반응기 내에 상기 표면처리된 카본 지지체와 아연 전구체를 투입한 후 용매와 디카르복실산을 순환시켜 반응을 진행할 수도 있다.At this time, the reaction of the zinc precursor and the dicarboxylic acid may be carried out in the presence of a solvent capable of uniformly dispersing or dissolving the dicarboxylic acid. For example, the reaction can be carried out by adding a solvent, a dicarboxylic acid, and the surface-treated carbon support into a stirrer, adding a zinc precursor thereto, and stirring. Alternatively, the surface-treated carbon support and the zinc precursor may be introduced into the bed type reactor, and then the solvent and the dicarboxylic acid may be circulated to conduct the reaction.

상기 반응 단계에서, 상기 아연 전구체로는 산화아연(ZnO), 황산아연(ZnSO4), 염소산아연(Zn(ClO3)2), 질산아연(Zn(NO3)2), 초산아연(Zn(OAc)2), 및 수산화아연(Zn(OH)2)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물이 사용될 수 있다.In the reaction step, the zinc precursor may include zinc oxide (ZnO), zinc sulfate (ZnSO 4 ), zinc chlorate (Zn (ClO 3 ) 2 ), zinc nitrate (Zn (NO 3 ) 2 ) OAc) 2 ), and zinc hydroxide (Zn (OH) 2 ) can be used.

그리고, 상기 탄소수 3 내지 20인 디카르복실산으로는 말론산, 글루타르산, 숙신산, 아디프산, 테레프탈산, 이소프탈산, 호모프탈산, 및 페닐글루타르산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물이 사용될 수 있다.The dicarboxylic acid having 3 to 20 carbon atoms may be at least one compound selected from the group consisting of malonic acid, glutaric acid, succinic acid, adipic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, homophthalic acid, and phenylglutaric acid. Can be used.

상기 디카르복실산은 상기 아연 전구체와 동등 또는 과량의 몰로 사용될 수 있다. 구체적으로, 상기 반응 단계는 상기 아연 전구체 1 몰: 상기 디카르복실산 1 내지 1.5 몰, 혹은 약 1.1 내지 1.3 몰의 몰 비로 투입하여 진행될 수 있다. 이처럼 상기 디카르복실산이 상기 아연 전구체와 동등 또는 과량 상태를 유지하면서 반응이 진행될 경우, 균일하게 분산된 아연 전구체를 디카르복실산 분자나 이온들이 둘러싼 형태로 반응이 서서히 진행될 수 있다.The dicarboxylic acid may be used in the same or an excessive molar amount as the zinc precursor. Specifically, the reaction may be carried out at a molar ratio of 1 mole of the zinc precursor to 1 to 1.5 moles of the dicarboxylic acid, or about 1.1 to 1.3 moles of the zinc precursor. When the reaction proceeds while maintaining the dicarboxylic acid in the same or excess amount as the zinc precursor, the reaction may proceed slowly in the form of the dicarboxylic acid molecules or ions surrounding the uniformly dispersed zinc precursor.

상기 반응 단계에서, 용매로는 상기 디카르복실산을 균일하게 분산 또는 용해시킬 수 있는 것으로 알려진 임의의 유기 또는 수성 용매가 사용될 수 있다. 이러한 용매의 구체적인 예로는, 톨루엔, 헥산, 디메틸포름아마이드, 아세톤, 메탄올, 에탄올, 및 물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 용매를 들 수 있다.In the reaction step, any organic or aqueous solvent known to be capable of uniformly dispersing or dissolving the dicarboxylic acid may be used as the solvent. Specific examples of such a solvent include at least one solvent selected from the group consisting of toluene, hexane, dimethylformamide, acetone, methanol, ethanol, and water.

상기 용매는 상기 카본 지지체가 충분히 잠길 수 있는 적절한 양으로 투입될 수 있으며, 바람직하게는 디카르복실산 1 몰 대비 2 내지 1000 몰로 투입될 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 용매는 디카르복실산 1 몰 대비 5 내지 100 몰, 또는 10 내지 50 몰로 투입될 수 있다. 상기 범위에서 용매 내에 디카르복실산이 적절하게 분산되어 촉매 합성 반응의 진행이 효과적으로 이루어질 수 있다.The solvent may be added in an appropriate amount such that the carbon support is sufficiently immersed, and may be preferably added in an amount of 2 to 1000 moles relative to 1 mole of the dicarboxylic acid. More preferably, the solvent may be added in an amount of 5 to 100 moles, or 10 to 50 moles, per mole of the dicarboxylic acid. In the above range, the dicarboxylic acid is appropriately dispersed in the solvent, and the progress of the catalyst synthesis reaction can be effectively performed.

그리고, 상기 아연 전구체와 디카르복실산과의 반응은 약 40 내지 130 ℃의 온도에서 약 1 시간 내지 48 시간 동안 진행될 수 있다. 발명의 일 실시 상태에 따르면, 상기 용매의 존재 하에, 약 40 내지 80 ℃의 온도에서 약 1 시간 내지 24 시간 반응을 진행한 후 약 80 내지 130 ℃의 온도에서 약 1 시간 내지 24 시간 추가로 반응을 진행할 수 있다. 이러한 반응 온도 또는 시간 등을 조절함에 따라, 균일한 형태를 갖는 아연 디카르복실레이트계 화합물이 상기 카본 지지체 상에 고르게 담지된 촉매가 제조될 수 있다.The reaction of the zinc precursor and the dicarboxylic acid can be carried out at a temperature of about 40 to 130 DEG C for about 1 to 48 hours. According to one embodiment of the present invention, the reaction is carried out in the presence of the solvent at a temperature of about 40 to 80 ° C. for about 1 to 24 hours, followed by further reaction at a temperature of about 80 to 130 ° C. for about 1 to 24 hours . By controlling the reaction temperature or time, a catalyst in which a zinc dicarboxylate compound having a uniform shape is uniformly supported on the carbon support can be produced.

그리고, 상기 구현 예의 유기 아연 담지 촉매의 제조 방법에는, 제조된 유기 아연 담지 촉매를 세척 후 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method of manufacturing the organic zinc-supported catalyst of the embodiment may further include washing and drying the prepared organic zinc-supported catalyst.

상기 세척 단계는 상술한 반응에 사용될 수 있는 용매를 사용하여 여러 번 반복하여 미반응된 반응물이 남아있지 않을 때까지 진행될 수 있다. 또한, 상기 건조 단계는 40 내지 200 ℃의 온도 하에 진공 건조하여 진행될 수 있다.The washing step may be repeated several times using a solvent that can be used in the above reaction until the unreacted reactant remains. In addition, the drying step may be performed by vacuum drying at a temperature of 40 to 200 ° C.

III. 상기 촉매를 이용한 III. Using the catalyst 폴리알킬렌Polyalkylene 카보네이트Carbonate 수지의 제조 방법 Method of producing resin

한편, 발명의 또 다른 구현 예에 따르면, 상술한 유기 아연 담지 촉매의 존재 하에, 에폭사이드 및 이산화탄소를 포함한 단량체를 중합시키는 단계를 포함하는 폴리알킬렌 카보네이트 수지의 제조 방법이 제공된다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a process for producing a polyalkylene carbonate resin, which comprises polymerizing a monomer containing an epoxide and carbon dioxide in the presence of the above-mentioned organic zinc-supported catalyst.

이러한 수지의 제조 방법에서, 상기 유기 아연 담지 촉매는 불균일 촉매로서 이용될 수 있고, 상기 중합 단계는 유기 용매 내에서 용액 중합으로 진행될 수 있다. 즉, 상기 중합 단계는, 에폭사이드, 이산화탄소 및 용매를 포함하는 반응 혼합물과 상기 유기 아연 담지 촉매의 지속적인 접촉이 가능한 용액 중합으로 진행 가능하다. 이로서, 반응열이 적절히 제어될 수 있으며, 얻고자 하는 폴리알킬렌 카보네이트 수지의 분자량 또는 점도 제어가 용이해 질 수 있다.In the method for producing such a resin, the organic zinc-supported catalyst may be used as a heterogeneous catalyst, and the polymerization step may proceed with solution polymerization in an organic solvent. That is, the polymerization step can proceed with solution polymerization capable of continuous contact of the reaction mixture containing the epoxide, carbon dioxide and the solvent with the organic zinc-supported catalyst. As a result, the heat of reaction can be appropriately controlled and the molecular weight or viscosity of the polyalkylene carbonate resin to be obtained can be controlled easily.

이러한 용액 중합에서, 용매로는 디클로로메탄, 에틸렌 디클로라이드, 트리클로로에탄, 테트라클로로에탄, 클로로포름, 아세토나이트릴, 프로피오나이트릴, 디메틸포름아마이드, N-메틸-2-피롤리돈, 디메틸 설폭사이드, 니트로메탄, 1,4-다이옥산, 헥산, 톨루엔, 테트라하이드로퓨란, 메틸에틸케톤, 메틸아민케톤, 메틸 아이소부틸 케톤, 아세톤, 사이클로헥사논, 트리클로로 에틸렌, 메틸 아세테이트, 바이닐 아세테이트, 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 부틸로락톤, 카프로락톤, 니트로프로판, 벤젠, 스티렌, 자일렌, 및 메틸프로파졸(methyl propasol)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 사용될 수 있다. 이 중에서도, 디클로로메탄, 에틸렌 디클로라이드, 트리클로로에탄, 테트라클로로에탄, 클로로포름과 같은 염소화 용매(chlorinated solvent)를 사용함에 따라 중합 반응이 보다 효과적으로 진행될 수 있다.In such a solution polymerization, the solvent includes, for example, dichloromethane, ethylene dichloride, trichloroethane, tetrachloroethane, chloroform, acetonitrile, propionitrile, dimethylformamide, N- Methyl acetate, ethyl acetate, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, acetone, cyclohexanone, trichlorethylene, methyl acetate, vinyl acetate, ethyl acetate, At least one selected from the group consisting of propyl acetate, butyllactone, caprolactone, nitropropane, benzene, styrene, xylene, and methyl propasol can be used. Among them, the polymerization reaction can proceed more effectively by using a chlorinated solvent such as dichloromethane, ethylene dichloride, trichloroethane, tetrachloroethane or chloroform.

상기 용매는 에폭사이드의 중량 대비 0.1 내지 100 배의 중량으로 사용될 수 있고, 적절하게는 0.5 내지 50 배의 중량으로 사용될 수 있다. 이때, 용매가 0.1 배 미만의 중량으로 사용될 경우 용매가 반응 매질로서 제대로 작용하지 못하여 상술한 용액 중합의 장점을 살리기 어려울 수 있다. 또한, 용매가 100 배 초과의 중량으로 사용될 경우 상대적으로 에폭사이드 등의 농도가 낮아져 생산성이 저하될 수 있고, 최종 형성된 수지의 분자량이 낮아지거나 부반응이 늘어날 수 있다.The solvent may be used at a weight of 0.1 to 100 times the weight of the epoxide, and may be suitably used at a weight of 0.5 to 50 times. At this time, when the solvent is used at a weight of less than 0.1 times, the solvent does not function properly as a reaction medium, and it may be difficult to take advantage of the above-mentioned solution polymerization. In addition, when the solvent is used in a weight of more than 100 times, the concentration of epoxide or the like may be relatively low, resulting in a decrease in productivity and a decrease in the molecular weight of the finally formed resin or an increase in side reaction.

상기 이산화탄소는 반응 혼합물 내에 에폭사이드 1몰 대비 약 1 내지 10 몰로 투입될 수 있다. 보다 바람직하게, 상기 이산화탄소는 에폭사이드 1몰 대비 약 2 내지 5 몰로 투입될 수 있다. 이산화탄소가 1몰 미만으로 사용될 경우 부산물 중 폴리알킬렌글리콜의 함량이 증가하는 경향을 보이고, 10 몰을 초과하여 사용될 경우 과잉의 단량체의 투입으로 효율적이지 못하다.The carbon dioxide may be introduced into the reaction mixture at about 1 to 10 moles per mole of epoxide. More preferably, the carbon dioxide may be introduced at about 2 to 5 moles per mole of epoxide. When the amount of carbon dioxide is less than 1 mole, the content of the polyalkylene glycol in the byproduct tends to increase, and when it is used in excess of 10 moles, it is not effective due to the introduction of excess monomer.

한편, 상기 에폭사이드로는, 할로겐 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 알킬렌 옥사이드; 할로겐 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 4 내지 20의 사이클로 알킬렌옥사이드; 및 할로겐 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기로 치환 또는 비치된 탄소수 8 내지 20의 스타이렌 옥사이드로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 사용될 수 있다. 대표적으로, 상기 에폭사이드로는 할로겐 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 알킬렌 옥사이드가 사용될 수 있다. On the other hand, as the epoxide, an alkylene oxide having 2 to 20 carbon atoms which is substituted or unsubstituted with halogen or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms; A cycloalkylene oxide having 4 to 20 carbon atoms substituted or unsubstituted with halogen or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms; And styrene oxide having 8 to 20 carbon atoms substituted or unsubstituted with halogen or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Typically, as the epoxide, an alkylene oxide having 2 to 20 carbon atoms, which is substituted or unsubstituted with a halogen or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, may be used.

이러한 에폭사이드의 구체적인 예로는 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드, 부텐 옥사이드, 펜텐 옥사이드, 헥센 옥사이드, 옥텐 옥사이드, 데센 옥사이드, 도데센 옥사이드, 테트라데센 옥사이드, 헥사데센 옥사이드, 옥타데센 옥사이드, 부타디엔 모노옥사이드, 1,2-에폭시-7-옥텐, 에피플루오로하이드린, 에피클로로하이드린, 에피브로모하이드린, 아이소프로필 글리시딜 에테르, 부틸 글리시딜 에테르, t-부틸 글리시딜 에테르, 2-에틸헥실 글리시딜 에테르, 알릴 글리시딜 에테르, 사이클로펜텐 옥사이드, 사이클로헥센 옥사이드, 사이클로옥텐 옥사이드, 사이클로도데센 옥사이드, 알파-파이넨 옥사이드, 2,3-에폭시노보넨, 리모넨 옥사이드, 디엘드린, 2,3-에폭시프로필벤젠, 스타이렌 옥사이드, 페닐프로필렌 옥사이드, 스틸벤 옥사이드, 클로로스틸벤 옥사이드, 디클로로스틸벤 옥사이드, 1,2-에폭시-3-페녹시프로판, 벤질옥시메틸 옥시란, 글리시딜-메틸페닐 에테르, 클로로페닐-2,3-에폭시프로필 에테르, 에폭시프로필 메톡시페닐 에테르, 바이페닐 글리시딜 에테르, 글리시딜 나프틸 에테르 등이 있다. 가장 대표적으로, 상기 에폭사이드로는 에틸렌 옥사이드가 사용될 수 있다.Specific examples of such epoxides include ethylene oxide, propylene oxide, butene oxide, pentene oxide, hexene oxide, octene oxide, decene oxide, dodecene oxide, tetradecene oxide, hexadecene oxide, octadecene oxide, butadiene monoxide, Epichlorohydrin, epichlorohydrin, epichlorohydrin, epichlorohydrin, isopropyl glycidyl ether, butyl glycidyl ether, t-butyl glycidyl ether, 2-ethylhexyl Cyclododecene oxide, cyclododecene oxide, alpha-pinene oxide, 2,3-epoxy norbornene, limonene oxide, dieldrin, 2, 3-epoxycyclohexane, glycidyl ether, allyl glycidyl ether, cyclopentene oxide, cyclohexene oxide, cyclooctene oxide, 3-epoxypropylbenzene, styrene oxide, phenylpropylene oxide, stilbene oxide, chlorostilbene Methylphenyl ether, chlorophenyl-2,3-epoxypropyl ether, epoxypropylmethoxyphenyl ether, dipropylmethoxyphenyl ether, dipropylmethoxyphenyl ether, dipropylmethoxyphenyl ether, Biphenyl glycidyl ether, glycidyl naphthyl ether, and the like. Most typically, ethylene oxide may be used as the epoxide.

부가하여, 상술한 용액 중합은 50 내지 90 ℃의 온도 및 15 내지 50 bar의 압력 하에서 1 내지 60 시간 동안 진행될수 있다. 상기 용액 중합은 70 내지 90 ℃의 온도 및 20 내지 40 bar의 압력 하에서 3 내지 40 시간 동안 진행되는 것이 보다 적절하다. 상기 조건 하에서 일 구현예에 따른 유기 아연 담지 촉매에 의해 촉진된 중합 반응이 효과적으로 진행될 수 있다.In addition, the above-mentioned solution polymerization can be carried out at a temperature of 50 to 90 DEG C and a pressure of 15 to 50 bar for 1 to 60 hours. It is more preferable that the solution polymerization is carried out at a temperature of 70 to 90 DEG C and a pressure of 20 to 40 bar for 3 to 40 hours. Under the above conditions, the polymerization reaction promoted by the organic zinc-supported catalyst according to one embodiment can proceed effectively.

그리고, 일 구현예의 폴리알킬렌 카보네이트 수지의 제조 방법에서 상기 유기 아연 담지 촉매는 중합 후 촉매 또는 촉매가 담긴 반응기를 용매로 충분히 세척한 후 건조되지 않도록 용매 하에서 보관하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이에 따라 보관된 유기 아연 담지 촉매를 다음 중합에서 재사용할 수 있는데, 구체적으로 보관된 유기 아연 담지 촉매는 3 회 이상의 반복 사용이 가능할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the organic zinc-supported catalyst may further include a step of thoroughly washing the catalyst or the reactor containing the catalyst after polymerization, and storing the catalyst in a solvent such that the catalyst is not dried. Accordingly, the stored organic zinc-supported catalyst can be reused in the subsequent polymerization. Specifically, the stored organic zinc-supported catalyst may be used three or more times.

상술한 사항을 제외한 나머지 중합 공정 및 조건은 폴리알킬렌 카보네이트 수지의 제조를 위한 통상적인 중합 조건 등에 따를 수 있으므로, 이에 관한 추가적인 설명은 생략하기로 한다. Except for the above-mentioned matters, the other polymerization processes and conditions may depend on conventional polymerization conditions for the production of the polyalkylene carbonate resin, so that further explanation thereof will be omitted.

본 발명에 따른 유기 아연 담지 촉매는 폴리알킬렌 카보네이트 수지의 제조를 위한 중합 과정에서 향상된 활성을 나타낼 수 있고, 폴리알킬렌 카보네이트의 중합 후 회수가 용이하다.The organic zinc supported catalyst according to the present invention can exhibit an improved activity in the polymerization process for the production of the polyalkylene carbonate resin and is easy to recover after the polymerization of the polyalkylene carbonate.

도 1은 실시예 1 및 비교예 1에서 얻어진 촉매에 대하여 시간 경과에 따른 투과도 측정 결과를 나타낸 그래프이다 [(a) 실시예 1의 촉매; (b) 비교예 1의 촉매].
도 2는 실시예 1 및 비교예 1에서 얻어진 촉매를 이용하여 폴리알킬렌 카보네이트 수지를 합성한 후 상기 수지로부터 상기 촉매를 분리한 결과를 나타낸 사진이다 [(a) 실시예 1의 촉매를 이용한 경우; (b) 비교예 1의 촉매를 이용한 경우].
1 is a graph showing the results of measurement of permeability with time for the catalyst obtained in Example 1 and Comparative Example 1. [(a) Catalyst of Example 1; (b) the catalyst of Comparative Example 1].
FIG. 2 is a photograph showing the result of separating the catalyst from the resin after synthesizing a polyalkylene carbonate resin using the catalyst obtained in Example 1 and Comparative Example 1. [(a) Using the catalyst of Example 1 ; (b) when the catalyst of Comparative Example 1 is used].

이하, 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예들을 제시한다. 그러나 하기의 실시예들은 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 발명을 이들만으로 한정하는 것은 아니다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. However, the following embodiments are intended to illustrate the invention, but the invention is not limited thereto.

실시예Example 1 One

(1) 6 g의 폴리(알릴아민 염산염)(poly(allylamine hydrochloride))과 1.8 g의 카본블랙(Vulcan XC-72)을 1500 ml의 물에 넣고 초음파 배스(bath)에서 1 시간 동안 초음파 처리한 후 1 일 동안 교반하여, 폴리(알릴아민 염산염)으로 표면처리된 카본블랙을 얻었다.(1) 6 g of poly (allylamine hydrochloride) and 1.8 g of carbon black (Vulcan XC-72) were placed in 1500 ml of water and ultrasonicated in an ultrasonic bath for 1 hour Thereafter, the mixture was stirred for one day to obtain a surface-treated carbon black with poly (allylamine hydrochloride).

(2) 100 ml 용량의 둥근 바닥 플라스크에서, 50 ml의 톨루엔에 2.64 g(17.3 mmol)의 글루타르산 및 0.364 g의 상기 표면처리된 카본블랙을 가하여 환류 하에 분산시킨 후, 55 ℃의 온도에서 30 분 동안 가열하였다. 상기 용액에 1.36 g의 ZnO 파우더를 가한 후 3 시간 동안 교반하였다. 형성된 고체를 원심 분리기를 이용하여 분리하였고, 분리된 고체를 아세톤/에탄올을 사용하여 3회 세척한 후 130 ℃의 진공 오븐에서 건조하여, 3.5 g의 아연 글루타레이트 담지 촉매를 얻었다.(2) In a 100 ml round-bottomed flask, 2.64 g (17.3 mmol) of glutaric acid and 0.364 g of the surface-treated carbon black were added to 50 ml of toluene and dispersed under reflux, And heated for 30 minutes. 1.36 g of ZnO powder was added to the solution, followed by stirring for 3 hours. The formed solid was separated using a centrifuge. The separated solid was washed three times with acetone / ethanol and then dried in a vacuum oven at 130 ° C to obtain 3.5 g of zinc glutarate supported catalyst.

비교예Comparative Example 1 One

100 ml 용량의 둥근 바닥 플라스크에서, 50 ml의 톨루엔에 2.64 g(17.3 mmol)의 글루타르산 및 0.364 g의 카본블랙(Vulcan XC-72)을 가하여 환류 하에 분산시킨 후, 55 ℃의 온도에서 30 분 동안 가열하였다. 상기 용액에 1.36 g의 ZnO 파우더를 가한 후 3 시간 동안 교반하였다. 형성된 고체를 원심 분리기를 이용하여 분리하였고, 분리된 고체를 아세톤/에탄올을 사용하여 3회 세척한 후 130 ℃의 진공 오븐에서 건조하여, 3.5 g의 아연 글루타레이트 담지 촉매를 얻었다.In a 100 ml round-bottomed flask, 2.64 g (17.3 mmol) of glutaric acid and 0.364 g of carbon black (Vulcan XC-72) were added to 50 ml of toluene and dispersed under reflux. Min. 1.36 g of ZnO powder was added to the solution, followed by stirring for 3 hours. The formed solid was separated using a centrifuge. The separated solid was washed three times with acetone / ethanol and then dried in a vacuum oven at 130 ° C to obtain 3.5 g of zinc glutarate supported catalyst.

비교예Comparative Example 2 2

100 ml 용량의 둥근 바닥 플라스크에서, 50 ml의 톨루엔에 2.64 g(17.3 mmol)의 글루타르산을 가하여 환류 하에 분산시킨 후, 55 ℃의 온도에서 30 분 동안 가열하였다. 상기 용액에 1.36 g의 ZnO 파우더를 가한 후 3 시간 동안 교반하였다. 형성된 고체를 원심 분리기를 이용하여 분리하였고, 분리된 고체를 아세톤/에탄올을 사용하여 3회 세척한 후 130 ℃의 진공 오븐에서 건조하여, 3.2 g의 아연 글루타레이트 촉매를 얻었다.In a 100 ml round-bottomed flask, 2.64 g (17.3 mmol) of glutaric acid was added to 50 ml of toluene and dispersed under reflux, followed by heating at 55 ° C for 30 minutes. 1.36 g of ZnO powder was added to the solution, followed by stirring for 3 hours. The formed solid was separated using a centrifuge. The separated solid was washed three times with acetone / ethanol and then dried in a vacuum oven at 130 ° C to obtain 3.2 g of zinc glutarate catalyst.

시험예Test Example 1 One

(촉매의 투과도 측정)(Measurement of permeability of catalyst)

실시예 1 및 비교예 1에서 얻어진 촉매를 각각 디클로로메탄에 넣고 분산 안정성 측정 장비인 TURBISCAN LABTM (Formulaction 사)을 이용하여 시간 경과에 따른 투과도를 측정하였고, 그 결과를 도 1에 나타내었다 [(a) 실시예 1의 촉매; (b) 비교예 1의 촉매].The catalysts obtained in Example 1 and Comparative Example 1 were placed in dichloromethane, respectively, and the transmittance was measured with a dispersion stability measuring instrument TURBISCAN LAB (Formulaction Co., Ltd.) over time. The results are shown in FIG. 1 a) the catalyst of Example 1; (b) the catalyst of Comparative Example 1].

상기 장비는 4cm의 바이알(vial)에 용매와 촉매를 분산시켜 놓고 시간에 따른 투과율을 측정하는 장비이다. 도 1의 그래프에서 X축은 높이에 따른 투과율을 나타낸다. 상기 장비 내의 바이알이 세워져 있기 때문에 중력 방향으로 침전이 일어남에 따라 용매의 상부로부터 점차 맑아지면서 투과율이 증가하는 것을 측정할 수 있다.The equipment is a device for measuring the transmittance with time by dispersing a solvent and a catalyst in a vial of 4 cm. In the graph of Fig. 1, the X-axis shows the transmittance according to height. Since the vials in the equipment are standing up, precipitation in the direction of gravity leads to gradual clearance from the upper part of the solvent, and it is possible to measure the increase of the transmittance.

도 1을 참고하면, 실시예 1의 촉매는 용매 내에서 침전이 쉽게 일어나기 때문에 카본 지지체 및 촉매가 상층액에서 시간에 따라 없어지며 높은 투과율을 보이는 것을 확인할 수 있다. 반면, 비교예 1의 촉매는 소수성인 카본 지지체의 침전이 일어나지 않기 때문에 투과도의 변화가 일어나지 않음을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 1, it can be seen that since the catalyst of Example 1 easily precipitates in a solvent, the carbon support and the catalyst disappear with time in the supernatant and show high transmittance. On the other hand, it can be confirmed that the catalyst of Comparative Example 1 does not cause the change of the permeability because the precipitation of the hydrophobic carbon support does not occur.

시험예Test Example 2 2

(폴리에틸렌 카보네이트의 제조)(Preparation of polyethylene carbonate)

실시예 1과 비교예 1 및 2의 촉매를 이용하여 다음의 방법으로 폴리에틸렌 카보네이트를 제조하였다.The catalysts of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 were used to produce polyethylene carbonate in the following manner.

Glove box 내에서, 고압 반응기에 0.2g의 촉매와 8.5g의 디클로로메탄을 넣은 후, 8.5g의 산화에틸렌(ethylene oxide)을 넣었다. 이어서 반응기 내에 이산화탄소를 주입하여 30 bar로 가압하였다. 중합 반응은 70℃에서 3시간 동안 진행되었다. 반응 종료 후 미반응의 이산화탄소와 산화에틸렌은 용매인 디클로로메탄과 함께 제거되었다. 제조된 폴리에틸렌 카보네이트의 양을 알기 위해, 남아있는 고체를 완전 건조 후 정량하였다. 이러한 중합 결과에 따른 촉매의 활성 및 수율을 하기 표 1에 나타내었다. In the glove box, 0.2 g of catalyst and 8.5 g of dichloromethane were charged to the autoclave and 8.5 g of ethylene oxide was added. Carbon dioxide was then injected into the reactor and pressurized to 30 bar. The polymerization reaction was carried out at 70 DEG C for 3 hours. After the reaction, unreacted carbon dioxide and ethylene oxide were removed together with dichloromethane as a solvent. To determine the amount of polyethylene carbonate produced, the remaining solids were completely dried and quantitated. The activity and the yield of the catalyst according to the polymerization results are shown in Table 1 below.

촉매catalyst Activity of catalyst (g-polymer/g-catalyst)Activity of catalyst (g-polymer / g-catalyst) 실시예 1Example 1 40.540.5 비교예 1Comparative Example 1 40.040.0 비교예 2Comparative Example 2 21.021.0

시험예Test Example 3 3

(촉매의 회수 용이성)(Ease of catalyst recovery)

상기 시험예 2의 수행 후, 실시예 1의 촉매를 이용하여 얻어진 폴리에틸렌 카보네이트와 비교예 1의 촉매를 이용하여 얻어진 수지를 각각 디클로로메탄에 첨가하여 수지를 녹였다. 상기 수지를 녹인 용액을 5000 RPM으로 5 분 동안 원심분리하여 촉매와 수지의 분리 상태를 관찰하였고, 그 결과를 도 2에 나타내었다 [(a) 실시예 1의 촉매를 이용한 경우; (b) 비교예 1의 촉매를 이용한 경우].After the execution of Test Example 2, the polyethylene carbonate obtained by using the catalyst of Example 1 and the resin obtained by using the catalyst of Comparative Example 1 were respectively added to dichloromethane to dissolve the resin. The solution in which the resin was dissolved was centrifuged at 5000 RPM for 5 minutes to observe the separation state of the catalyst and the resin. The results are shown in FIG. 2 (a) when the catalyst of Example 1 was used; (b) when the catalyst of Comparative Example 1 is used].

도 2를 참고하면, 실시예 1의 촉매는 원심분리에 의해 회수 가능한 정도로 분리되었다. 반면, 비교예 1의 촉매는 용액 내에 여전히 분산되어 원심분리만으로는 회수가 불가능하였다.Referring to Fig. 2, the catalyst of Example 1 was separated to such a degree that it could be recovered by centrifugation. On the other hand, the catalyst of Comparative Example 1 was still dispersed in the solution and could not be recovered by centrifugation alone.

Claims (15)

양이온성 고분자, 음이온성 고분자 및 양쪽성 고분자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 고분자 화합물로 표면처리된 카본 지지체; 및
상기 고분자 화합물로 표면처리된 카본 지지체 상에 담지된 아연 디카르복실레이트계 화합물
을 포함하는, 유기 아연 담지 촉매.
A carbon support surface-treated with at least one polymer compound selected from the group consisting of a cationic polymer, an anionic polymer, and an amphoteric polymer; And
A zinc dicarboxylate compound supported on a carbon support surface-treated with the polymer compound
≪ / RTI >
제 1 항에 있어서,
상기 카본 지지체는 탄소나노튜브(carbon nanotube), 그라파이트(graphite), 그라핀(graphene), 활성탄소(activated carbon), 다공성 탄소(mesoporous carbon), 카본블랙(carbon black), 탄소나노섬유(carbon nanofiber), 탄소나노와이어(carbon nanowire), 탄소나노혼(carbon nanohorn), 탄소에어로겔(carbon aerogel), 탄소나노링(carbon nanoring), 및 플러렌(C60)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물인, 유기 아연 담지 촉매.
The method according to claim 1,
The carbon support may be selected from the group consisting of carbon nanotubes, graphite, graphene, activated carbon, mesoporous carbon, carbon black, carbon nanofiber, At least one compound selected from the group consisting of carbon nanowires, carbon nanohorns, carbon aerogels, carbon nanorings, and fullerenes (C60) Zinc supported catalyst.
제 1 항에 있어서,
상기 양이온성 고분자는 폴리(알릴아민 염산염)(poly(allylamine hydrochloride)), 폴리(에틸렌 이민)(poly(ethylene imine)), 폴리(L-라이신)(poly(L-lysine)), 폴리(디알릴디메틸 염화암모늄)(poly(diallyldimethyl ammonium chloride)), 폴리(비닐아민 염산염)(poly(vinylamine hydrochloride)), 폴리(2-(디메틸아미노)에틸 메타크릴레이트)(poly(2-(dimethylamino)ethyl methacrylate)), 및 폴리(아미도 아민)(poly(amido amine))으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물이고;
상기 음이온성 고분자는 폴리글루탐산(polyglutamic acid), 폴리아크릴산(polyacrylic acid), 폴리(스타이렌 술폰산염)(poly(styrene sulfonate)), 카복시메틸 셀룰로스(carboxymethyl cellulose), 셀룰로오스 황산염(cellulose sulfate), 덱스트란 황산염(dextran sulfate), 헤파린 황산염(heparin sulfate), 및 폴리(메틸렌-co-구아니딘)(poly(methylene-co-guanidine))으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물이고;
상기 양쪽성 고분자는 코카미도프로필 베테인(cocamidopropyl betaine), 옥틸 베테인(octyl betaine), 세틸 베테인(cetyl betaine), 및 스테아릴 베테인(stearyl betaine)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물인, 유기 아연 담지 촉매.
The method according to claim 1,
The cationic polymer may be selected from the group consisting of poly (allylamine hydrochloride), poly (ethylene imine), poly (L-lysine) Poly (diallyldimethyl ammonium chloride), poly (vinylamine hydrochloride), poly (2- (dimethylamino) ethyl methacrylate) (poly (2- (dimethylamino) ethyl methacrylate), and poly (amido amine) (poly (amido amine));
The anionic polymer may be selected from the group consisting of polyglutamic acid, polyacrylic acid, poly (styrene sulfonate), carboxymethyl cellulose, cellulose sulfate, At least one compound selected from the group consisting of dextran sulfate, heparin sulfate, and poly (methylene-co-guanidine);
Wherein the ampholytic polymer is at least one compound selected from the group consisting of cocamidopropyl betaine, octyl betaine, cetyl betaine, and stearyl betaine, , Organozinc supported catalyst.
제 1 항에 있어서,
상기 아연 디카르복실레이트계 화합물은 아연 전구체와 탄소수 3 내지 20인 디카르복실산의 반응 생성물이고;
상기 아연 전구체는 산화아연(ZnO), 황산아연(ZnSO4), 염소산아연(Zn(ClO3)2), 질산아연(Zn(NO3)2), 초산아연(Zn(OAc)2), 및 수산화아연(Zn(OH)2)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물을 포함하고;
상기 탄소수 3 내지 20인 디카르복실산은 말론산, 글루타르산, 숙신산, 아디프산, 테레프탈산, 이소프탈산, 호모프탈산, 및 페닐글루타르산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물을 포함하는, 유기 아연 담지 촉매.
The method according to claim 1,
The zinc dicarboxylate compound is a reaction product of a zinc precursor and a dicarboxylic acid having 3 to 20 carbon atoms;
Wherein the zinc precursor is zinc oxide (ZnO), zinc sulfate (ZnSO 4), chlorate, zinc (Zn (ClO 3) 2) , zinc nitrate (Zn (NO 3) 2) , zinc acetate (Zn (OAc) 2), and Zinc hydroxide (Zn (OH) 2 );
Wherein the dicarboxylic acid having 3 to 20 carbon atoms includes at least one compound selected from the group consisting of malonic acid, glutaric acid, succinic acid, adipic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, homophthalic acid, and phenylglutaric acid. Zinc supported catalyst.
제 1 항에 있어서,
상기 아연 디카르복실레이트계 화합물은 10 내지 500 nm 두께의 박막을 이루는, 유기 아연 담지 촉매.
The method according to claim 1,
Wherein the zinc dicarboxylate compound is a thin film having a thickness of 10 to 500 nm.
양이온성 고분자, 음이온성 고분자 및 양쪽성 고분자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 고분자 화합물과 카본 지지체를 용매 중에 혼합하여, 그 표면에 양이온성 그룹, 음이온성 그룹 및 양쪽성 그룹으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 이온성 그룹이 도입된 카본 지지체를 형성하는 단계; 및
상기 카본 지지체가 포함된 용액 상에서 아연 전구체와 탄소수 3 내지 20인 디카르복실산을 반응시켜, 상기 카본 지지체 상에 담지된 아연 디카르복실레이트계 화합물을 형성하는 단계
를 포함하는 제 1 항에 따른 유기 아연 촉매의 제조 방법.
A polymeric compound selected from the group consisting of a cationic polymer, an anionic polymer, and an amphoteric polymer, and a carbon support are mixed in a solvent, and a solution of a mixture of a cationic group, an anionic group, and an amphoteric group selected from the group consisting of a cationic group, Forming a carbon support into which at least two ionic groups have been introduced; And
Reacting a zinc precursor with a dicarboxylic acid having 3 to 20 carbon atoms in a solution containing the carbon support to form a zinc dicarboxylate compound supported on the carbon support
Lt; RTI ID = 0.0 > 1, < / RTI >
제 6 항에 있어서,
상기 카본 지지체는 탄소나노튜브(carbon nanotube), 그라파이트(graphite), 그라핀(graphene), 활성탄소(activated carbon), 다공성 탄소(mesoporous carbon), 카본블랙(carbon black), 탄소나노섬유(carbon nanofiber), 탄소나노와이어(carbon nanowire), 탄소나노혼(carbon nanohorn), 탄소에어로겔(carbon aerogel), 탄소나노링(carbon nanoring), 및 플러렌(C60)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물인, 유기 아연 담지 촉매의 제조 방법.
The method according to claim 6,
The carbon support may be selected from the group consisting of carbon nanotubes, graphite, graphene, activated carbon, mesoporous carbon, carbon black, carbon nanofiber, At least one compound selected from the group consisting of carbon nanowires, carbon nanohorns, carbon aerogels, carbon nanorings, and fullerenes (C60) A method for producing a zinc supported catalyst.
제 6 항에 있어서,
상기 양이온성 고분자는 폴리(알릴아민 염산염)(poly(allylamine hydrochloride)), 폴리(에틸렌 이민)(poly(ethylene imine)), 폴리(L-라이신)(poly(L-lysine)), 폴리(디알릴디메틸 염화암모늄)(poly(diallyldimethyl ammonium chloride)), 폴리(비닐아민 염산염)(poly(vinylamine hydrochloride)), 폴리(2-(디메틸아미노)에틸 메타크릴레이트)(poly(2-(dimethylamino)ethyl methacrylate)), 및 폴리(아미도 아민)(poly(amido amine))으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물이고;
상기 음이온성 고분자는 폴리글루탐산(polyglutamic acid), 폴리아크릴산(polyacrylic acid), 폴리(스타이렌 술폰산염)(poly(styrene sulfonate)), 카복시메틸 셀룰로스(carboxymethyl cellulose), 셀룰로오스 황산염(cellulose sulfate), 덱스트란 황산염(dextran sulfate), 헤파린 황산염(heparin sulfate), 및 폴리(메틸렌-co-구아니딘)(poly(methylene-co-guanidine))으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물이고;
상기 양쪽성 고분자는 코카미도프로필 베테인(cocamidopropyl betaine), 옥틸 베테인(octyl betaine), 세틸 베테인(cetyl betaine), 및 스테아릴 베테인(stearyl betaine)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물인, 유기 아연 담지 촉매의 제조 방법.
The method according to claim 6,
The cationic polymer may be selected from the group consisting of poly (allylamine hydrochloride), poly (ethylene imine), poly (L-lysine) Poly (diallyldimethyl ammonium chloride), poly (vinylamine hydrochloride), poly (2- (dimethylamino) ethyl methacrylate) (poly (2- (dimethylamino) ethyl methacrylate), and poly (amido amine) (poly (amido amine));
The anionic polymer may be selected from the group consisting of polyglutamic acid, polyacrylic acid, poly (styrene sulfonate), carboxymethyl cellulose, cellulose sulfate, At least one compound selected from the group consisting of dextran sulfate, heparin sulfate, and poly (methylene-co-guanidine);
Wherein the ampholytic polymer is at least one compound selected from the group consisting of cocamidopropyl betaine, octyl betaine, cetyl betaine, and stearyl betaine, , An organic zinc supported catalyst.
제 6 항에 있어서,
상기 아연 전구체는 산화아연(ZnO), 황산아연(ZnSO4), 염소산아연(Zn(ClO3)2), 질산아연(Zn(NO3)2), 초산아연(Zn(OAc)2), 및 수산화아연(Zn(OH)2)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물을 포함하고;
상기 탄소수 3 내지 20인 디카르복실산은 말론산, 글루타르산, 숙신산, 아디프산, 테레프탈산, 이소프탈산, 호모프탈산, 및 페닐글루타르산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물을 포함하는, 유기 아연 담지 촉매.
The method according to claim 6,
Wherein the zinc precursor is zinc oxide (ZnO), zinc sulfate (ZnSO 4), chlorate, zinc (Zn (ClO 3) 2) , zinc nitrate (Zn (NO 3) 2) , zinc acetate (Zn (OAc) 2), and Zinc hydroxide (Zn (OH) 2 );
Wherein the dicarboxylic acid having 3 to 20 carbon atoms includes at least one compound selected from the group consisting of malonic acid, glutaric acid, succinic acid, adipic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, homophthalic acid, and phenylglutaric acid. Zinc supported catalyst.
제 6 항에 있어서,
상기 아연 전구체와 탄소수 3 내지 20인 디카르복실산의 반응은 톨루엔, 헥산, 디메틸포름아마이드, 에탄올, 및 물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 용매의 존재 하에서 진행되는, 유기 아연 촉매의 제조 방법.
The method according to claim 6,
Wherein the reaction of the zinc precursor with a dicarboxylic acid having 3 to 20 carbon atoms proceeds in the presence of at least one solvent selected from the group consisting of toluene, hexane, dimethylformamide, ethanol, and water.
제 6 항에 있어서,
상기 아연 전구체와 탄소수 3 내지 20인 디카르복실산의 반응은, 상기 아연 전구체 1 몰: 상기 디카르복실산 1 내지 1.5 몰의 몰 비로 투입하여 진행되는, 유기 아연 촉매의 제조 방법.
The method according to claim 6,
Wherein the reaction between the zinc precursor and the dicarboxylic acid having 3 to 20 carbon atoms proceeds in a molar ratio of 1 mole of the zinc precursor to 1 to 1.5 mole of the dicarboxylic acid.
제 1 항에 따른 유기 아연 담지 촉매의 존재 하에, 에폭사이드 및 이산화탄소를 포함한 단량체를 중합시키는 단계
를 포함하는 폴리알킬렌 카보네이트 수지의 제조 방법.
Polymerizing a monomer containing an epoxide and carbon dioxide in the presence of the organic zinc supported catalyst according to claim 1
≪ / RTI >
제 12 항에 있어서,
상기 단량체를 중합시키는 단계는 유기 용매 내에서 용액 중합으로 진행되는, 폴리알킬렌 카보네이트 수지의 제조 방법.
13. The method of claim 12,
Wherein the step of polymerizing the monomer proceeds by solution polymerization in an organic solvent.
제 13 항에 있어서,
상기 용매는 에폭사이드 중량 대비 0.1 내지 100 배의 중량으로 투입되는, 폴리알킬렌 카보네이트 수지의 제조 방법.
14. The method of claim 13,
Wherein the solvent is added at a weight of 0.1 to 100 times the weight of the epoxide.
제 13 항에 있어서,
상기 용액 중합은 50 내지 90℃의 온도 및 15 내지 50 bar의 압력에서 1 시간 내지 60 시간 동안 진행되는, 폴리알킬렌 카보네이트 수지의 제조 방법.
14. The method of claim 13,
Wherein the solution polymerization is carried out at a temperature of 50 to 90 DEG C and a pressure of 15 to 50 bar for 1 to 60 hours.
KR1020160088784A 2016-07-13 2016-07-13 Organic zinc supported catalyst, preparation method of the catalyst, and preparation method of poly(alkylene carbonate) resin using the catalyst KR102082274B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160088784A KR102082274B1 (en) 2016-07-13 2016-07-13 Organic zinc supported catalyst, preparation method of the catalyst, and preparation method of poly(alkylene carbonate) resin using the catalyst

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160088784A KR102082274B1 (en) 2016-07-13 2016-07-13 Organic zinc supported catalyst, preparation method of the catalyst, and preparation method of poly(alkylene carbonate) resin using the catalyst

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180007574A true KR20180007574A (en) 2018-01-23
KR102082274B1 KR102082274B1 (en) 2020-02-27

Family

ID=61071161

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160088784A KR102082274B1 (en) 2016-07-13 2016-07-13 Organic zinc supported catalyst, preparation method of the catalyst, and preparation method of poly(alkylene carbonate) resin using the catalyst

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102082274B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111138940A (en) * 2019-12-23 2020-05-12 普施耐(苏州)工业技术有限公司 High-adhesion and high-toughness protective agent and preparation method thereof

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150143342A (en) * 2014-06-13 2015-12-23 주식회사 엘지화학 Organic zinc catalyst, preparation method of the catalyst and production method of poly(alkylene carbonate) resin over the catalyst
KR20160007888A (en) * 2014-07-08 2016-01-21 건국대학교 산학협력단 Electrode catalyst for fuel cell and the manufacturing method of the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150143342A (en) * 2014-06-13 2015-12-23 주식회사 엘지화학 Organic zinc catalyst, preparation method of the catalyst and production method of poly(alkylene carbonate) resin over the catalyst
KR20160007888A (en) * 2014-07-08 2016-01-21 건국대학교 산학협력단 Electrode catalyst for fuel cell and the manufacturing method of the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111138940A (en) * 2019-12-23 2020-05-12 普施耐(苏州)工业技术有限公司 High-adhesion and high-toughness protective agent and preparation method thereof
CN111138940B (en) * 2019-12-23 2021-08-17 普施耐(苏州)工业技术有限公司 High-adhesion and high-toughness protective agent and preparation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR102082274B1 (en) 2020-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101729300B1 (en) Organic zinc catalyst, preparation method of the catalyst and production method of poly(alkylene carbonate) resin over the catalyst
KR101640244B1 (en) Preparation method of organic zinc catalyst and poly(alkylene carbonate) resin
JP6272473B2 (en) Method for producing polyalkylene carbonate resin
Guadagno et al. Protection of graphene supported ROMP catalyst through polymeric globular shell in self-healing materials
CN110270318A (en) A kind of metal organic frame lactic acid composite material and the preparation method and application thereof
CN108602063B (en) Organic zinc catalyst, method for preparing the same, and method for preparing polyalkylene carbonate resin using the same
CN108348897B (en) Organic zinc supported catalyst, method for producing the same, and method for producing polyalkylene carbonate resin using the catalyst
KR101639363B1 (en) Preparation method of organic zinc catalyst
KR20190024771A (en) Preparation method of organic zinc catalyst, the catalyst prepard by the method, and preparation method of poly(alkylene carbonate) resin using the catalyst
KR102082274B1 (en) Organic zinc supported catalyst, preparation method of the catalyst, and preparation method of poly(alkylene carbonate) resin using the catalyst
JP2008522018A (en) Well dispersed polymer nanocomposites by interfacial polymerization
KR20180060646A (en) Organic zinc catalyst, preparation method of the catalyst and production method of poly(alkylene carbonate) resin over the catalyst
KR101848797B1 (en) Linear inorganic coordinated polymer, metal complex, metal nano structure, and catalyst composition comprising the same
KR102094449B1 (en) Organic zinc supported catalyst, preparation method of the catalyst, and preparation method of poly(alkylene carbonate) resin using the catalyst
KR20180043681A (en) Process for preparing organic zinc catalyst
KR102323811B1 (en) Method for preparing organic zinc catalyst and preparing method of polyalkylene carbonate resin by using organic zinc catalyst produced by the same
WO2015190874A1 (en) Organic zinc catalyst, method for manufacturing same, and method for preparing polyalkylene carbonate resin using organic zinc catalyst
KR20170048222A (en) Organic zinc catalyst, preparation method of the catalyst and production method of poly(alkylene carbonate) resin over the catalyst
KR101870315B1 (en) Organic zinc catalyst, preparation method of the catalyst, and preparation method of poly(alkylene carbonate) resin using the catalyst
KR101791673B1 (en) Metal complex, metal nano structure and catalyst composition comprising the same
KR101747399B1 (en) Preparation method of organic zinc catalyst and poly(alkylene carbonate) resin
KR102042803B1 (en) Method for preparation of organic zinc-carbon black composite catalyst
Yu Cross-linkable surfactant-stabilized polylactide-based nanoparticles by thiol-ene reactions in transparent miniemulsion
KR20180043682A (en) Process for preparing organic zinc catalyst
Morales Gámez et al. Aliphatic polyester and Poly (ester amide) Clay nanocomposites by In-situ Polymerization

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right