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科学家通过新的无废物可扩展工艺升级回收聚酯

2023-10-10 15:05:30 来源: 用户: 

东京都立大学的研究人员开发了一种新的化学工艺,可将聚酯(包括塑料瓶中的PET)升级为吗啉酰胺,这是一种用于合成多种化合物的多功能且有价值的基础材料。该反应产率高,无废物,不需要有害化学物质,并且易于规模化。该团队成功打破了通常成本高昂的塑料废物闭环回收循环,从而可以升级回收更有价值的产品。

回收利用在我们对抗塑料废物的斗争中发挥着不可或缺的作用。但代价是什么?例如,聚酯(包括塑料瓶中的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET))的回收通常需要电力来使所需的化学反应足够热,或者需要强碱性条件,从而产生化学废物。最后,我们得到中间化合物,用于制造与其来源相同的产品。这不仅会造成浪费,而且在经济上也是不可行的。

这就是升级回收的用武之地。科学家们一直在努力打破这个闭环,并从塑料废物中创造出对社会更有价值、更有用的化合物。像这样的开环计划是帮助我们过渡到绿色社会的实际战略的重要组成部分。

现在,由东京都立大学副教授荻原洋平(YoheiOgiwara)和野村琴弘教授(KotohiroNomura)领导的团队提出了一种几乎无废物的方法,将聚酯转化为多功能建筑材料,可以转化为各种有价值的化合物。他们的工作已发表在ACSOrganic&InorganicAu上。

他们使用一种名为吗啉的廉价溶剂和少量钛基催化剂将聚酯转化为吗啉酰胺。它们不仅可以转化为中间化合物来制造更多的聚酯(回收),而且还可以很容易地发生反应来制造酮、醛和胺,这些都是重要的化学品家族,用于制造大量其他、更多的产品。有价值的化合物(升级回收)。

新工艺不需要昂贵的试剂或恶劣的条件,并且几乎不产生化学废物。收率非常高,任何未反应的溶剂都可以很容易地收集。他们还发现,只需要少量的催化剂就能以合理的速度驱动反应,而分离产物所需的只是简单的过滤。

该团队强调的一个关键点是,主要反应在常压下进行,这意味着不需要特殊的反应容器或设备。这使得反应很容易扩展,即使在实验室也是如此。研究小组通过从实际PET饮料瓶中取出50克PET材料,将其与吗啉反应,得到了超过70克吗啉酰胺,收率达90%,从而证明了这一点。

随着全球塑料废物问题变得越来越严重,需要采取大胆的新战略来加工塑料并将其重新部署到社会中。作为一种低成本、无废物的升级回收选择,该团队的工作可能很快就会得到应用,将聚酯废物转化为特种化学品。

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