新型催化剂可高效回收废旧聚酯塑料
AI导读:
喝剩的矿泉水瓶、淘汰的旧衣物,这些常见的聚酯类废弃物有望通过一场温和的“分子手术”实现完美回收。记者14日获悉,江南大学曹静静博士联合德国科研人员,近日成功开发出一种低成本、地球储量丰富的“不饱和配位缺陷
喝剩的矿泉水瓶、淘汰的旧衣物,这些常见的聚酯类废弃物有望通过一场温和的“分子手术”实现完美回收。记者14日获悉,江南大学曹静静博士联合德国科研人员,近日成功开发出一种低成本、地球储量丰富的“不饱和配位缺陷氧化锌纳米片催化剂”,为废旧聚酯塑料在温和条件下的高效、绿色回收提供了全新解决方案。相关研究成果发表于国际期刊《自然·通讯》。
聚酯塑料年产量巨大,但传统化学回收方法存在能耗高、设备腐蚀及废水处理难等问题。此次研究中,团队设计出表面具有特殊缺陷结构的氧化锌催化剂。他们将其形象地比喻为“分子手术刀”,表面缺陷位点如同高活性“抓手”,可优先吸附并活化水与氧气分子,从而在近中性水相、无需有机溶剂和强碱的温和环境中,精准切断聚酯的化学键。
实验表明,在190℃的空气环境下,该催化体系仅用6小时即可将聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)完全解聚,目标产物对苯二甲酸的选择性超过99%,其时空产率较以往报道提升了一个数量级。
该催化剂展现出优异的“底物普适性”。无论是普通矿泉水瓶,还是含有染料等杂质的废旧纺织品,它都能高效处理,对苯二甲酸回收率均保持在98%以上。该技术同样适用于其他聚酯废物的高选择性单体回收。
在环境友好性方面,催化剂在连续循环使用5次后活性依然稳定,且反应过程中未检测到有害锌离子浸出,避免了二次污染。
目前,研究团队已完成40克级的实验室放大实验,成功将废塑料转化为高纯度原料并重新制备出再生PET。这一突破性进展,为我国废旧纺织品高值化利用及塑料循环经济发展提供了科技支撑。
(文章来源:科技日报)
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