应对全球塑料垃圾危机变得前所未有地紧迫,因为大多数被丢弃的塑料仍然被焚烧来回收能源,这样会造成污染,而只有一小部分被妥善收集并有效地回收成新材料。
为此,东京城市大学的野村幸宏教授和他的团队开发了一种高效的方法,可以选择性地从瓶子和纺织垃圾中去聚合PET。他们的方法结合了醇类和一种便宜、容易获得的铁催化剂,提供了一种可持续且实用的解决方案。
这项技术现在为聚酯的定向化学转化开辟了新路径,标志着推进循环经济实践和减少塑料垃圾对环境影响的重要一步。
可持续技术有望改善聚酯废物转化
聚酯,特别是 PET,是一种常见的塑料,常见于瓶子、纺织品、地毯和窗帘。虽然PET瓶通常通过收集和再利用来回收,但所得到的材料通常质量低于原材料。
这使得化学回收——即打破酯键以恢复原料——成为一个日益重要的目标。然而,传统方法需要高温和大量酸或碱,使其成本高昂且对环境造成负担。因此,研究人员一直在寻求一种更简单、更经济、更加环保的方法来高效回收 PET。
日本研究团队在ACS Sustainable Resource Management上发表的研究展示了一种简单的无酸无碱的化学回收PET废料的方法,使用铁催化剂和醇类,选择性地将PET分解为有价值的对苯二甲酸衍生物——对苯二甲酸二甲酯(DMT)、对苯二甲酸二乙酯(DET)和双(羟基乙基)对苯二甲酸酯(BHET),即使在大规模生产中,产率也达到99.7%至99.9%。添加少量胺类可以增强催化活性,同时不降低选择性,提供了一种高效、环保的PET解聚合方法。
温和的铁催化剂提供更环保的方法
研究人员发现,由氯化铁(FeCl3)——一种廉价且广泛可得的材料——与少量特定胺类结合的催化剂系统表现出卓越的催化性能。
该系统在相对温和的温度(120至180 ºC)下高效地解聚合物PET废物,提供了一种实用、经济且环保的替代方案,优于那些通常需要更苛刻条件的传统化学回收方法。这种方法还展示了简单的铁基催化剂在大规模和选择性PET回收中的潜力。
这种新方法还允许在与棉花和其他类型塑料混合时选择性地解聚PET,展示了它在处理复杂废物流方面的多功能性。通过实现PET从各种塑料废物中独立进行化学回收,这条实用且高效的途径,能够回收有价值的化学基础块。
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