创新回收技术：铁催化剂与醇类助力塑料瓶和纺织品变身高价值化合物

东京城市大学的野村幸宏教授研究小组开发了一种高效的方法，专门用于解聚聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、PET瓶和纺织废料，使用醇类和一种廉价、易得且资源丰富的铁催化剂。这种方法为聚酯的选择性化学转化开辟了新的可能性，是循环经济中的一项重要关键技术。

他们的论文《通过 FeCl3–胺催化剂系统与醇的专属酯交换对 PET 废瓶和纺织废料进行定量化学转化》已在 ACS 可持续资源管理 期刊上发表。

塑料废物一直是一个亟待解决的严重环境问题。然而，目前大多数塑料仍被用作燃料，材料的再利用比例仍然较低。

聚酯是由羧酸和醇反应形成的重复“酯键”构成的，尤其是PET，已成为广泛用于瓶子、纺织品、地毯、窗帘等的商品塑料。PET瓶主要通过物料回收（收集、分类、再利用）进行回收，但回收的树脂质量通常低于新树脂。

因此，最近人们认识到开发一种“化学回收”方法的重要性，该方法可以切断酯键并有效地将其返回化学原料。然而，传统方法需要高温以及大量的酸和/或无机和有机碱。因此，迫切需要一种简单、廉价和环保的方法。

研究团队现在开发了一种针对PET废瓶和纺织废料的简单无酸无碱的定量化学回收方法，通过醇的解聚，使用铁催化剂系统专门生产对苯二甲酸二酯[对苯二甲酸二甲酯（DMT）、对苯二甲酸二乙酯（DET）、双（羟基乙基）对苯二甲酸酯（BHET）等]，即使在放大条件下也能实现99.7%至99.9%的产率。添加微量的胺可以增强催化活性，而不影响选择性。

由氯化铁(III)（FeCl3）组成的催化剂系统，既便宜又容易获得，在120到180摄氏度的范围内表现出优越的催化性能。

该方法还能够从棉花和其他塑料的混合物中选择性解聚PET。这种专门从塑料废料中回收PET的方法为实现循环经济提供了一个很有前景的解决方案。

该研究是在日本科学技术机构（JST）CREST项目下进行的，研究领域为“精确材料科学在降解与稳定方面的应用”，研究主题为“开发基于生物的先进聚合物及其解聚和化学回收技术”。

更多信息：作者：Youshu Jiang 等，PET废瓶和纺织废物的定量化学转化研究，通过FeCl3–胺催化剂系统与醇的专门的酯交换反应，ACS可持续资源管理期刊（2025）。 DOI: 10.1021/acssusresmgt.5c00447