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
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