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巴斯大學(xué)的研究小組開發(fā)了一種聚碳酸酯的化學(xué)回收工藝

發(fā)布時(shí)間:2022-02-25 09:18:33
來源: 環(huán)球聚氨酯網(wǎng)
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巴斯大學(xué)可持續(xù)和循環(huán)技術(shù)中心(CSCT)的一個(gè)研究小組開發(fā)了一種在室溫下對(duì)塑料垃圾進(jìn)行升級(jí)改造的簡(jiǎn)單新方法。研究人員希望這種新工藝將有助于回收利用變得更加經(jīng)濟(jì)可行。

殘留在垃圾填埋場(chǎng)或自然環(huán)境中的塑料垃圾目前超過了其余所有生物質(zhì)垃圾的總和(40億噸),最終成為21世紀(jì)最大的環(huán)境挑戰(zhàn)之一。雖然整個(gè)歐洲的回收率在增加,但傳統(tǒng)的方法仍然是有限的,因?yàn)閻毫拥闹厝蹢l件會(huì)降低每次回收材料的質(zhì)量。

現(xiàn)在,CSCT的研究人員已經(jīng)為聚碳酸酯開發(fā)了一種溫和而快速的化學(xué)回收工藝,這是一類常用于建筑和工程的堅(jiān)固塑料。

使用一種鋅基催化劑和甲醇,他們能夠在室溫下20分鐘內(nèi)完全分解商用聚(雙酚A碳酸酯)(BPA-PC)粒子。

然后廢物可以轉(zhuǎn)化為其化學(xué)成分,即雙酚A(BPA)和碳酸二甲酯(DMC),有助于在無限的循環(huán)中保持產(chǎn)品質(zhì)量。

重要的是,雙酚A的回收防止了一種潛在的破壞性環(huán)境污染物的泄漏,而DMC是一種寶貴的綠色溶劑和其他工業(yè)化學(xué)品的構(gòu)件。

他們的研究結(jié)果發(fā)表在《ChemSusChem》上,指出與以前的方法相比,工藝效率提高,條件更溫和。

令人欣喜的是,該催化劑還能允許其他商業(yè)來源的雙酚A-PC(如CD)和混合廢物原料,從而提高了工業(yè)相關(guān)性,同時(shí)在更高的溫度下還能適應(yīng)其他塑料(如聚乳酸(PLA)和聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET))。

該團(tuán)隊(duì)還展示了一種完全循環(huán)的方法,以來自廢舊PET瓶的對(duì)苯二甲酸單體為基礎(chǔ),生產(chǎn)幾種可再生的聚(酯-酰胺)(PEA)。這些材料具有優(yōu)良的熱性能,有可能用于生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用,例如藥物輸送和組織工程。

巴斯大學(xué)CSCT的首席研究員Matthew Jones教授說:“看到我們的催化劑在利用塑料廢料生產(chǎn)廣泛的增值產(chǎn)品方面的多功能性,這真的令人激動(dòng)。在可能的情況下,我們以此類產(chǎn)品為目標(biāo),通過經(jīng)濟(jì)激勵(lì)措施幫助促進(jìn)和加速實(shí)施新興的可持續(xù)技術(shù),這一點(diǎn)至關(guān)重要。”

該論文的第一作者,來自CSCT的Jack Payne說:“雖然塑料將在實(shí)現(xiàn)低碳的未來中發(fā)揮關(guān)鍵作用,但目前的做法是不可持續(xù)的。在未來,我們必須從可再生原料中獲取塑料,在設(shè)計(jì)階段嵌入生物降解性/可回收性,并使現(xiàn)有的廢物管理策略多樣化。這種未來的創(chuàng)新不應(yīng)局限于新興材料,也應(yīng)包括既有產(chǎn)品。我們的方法為聚碳酸酯在溫和條件下的回收創(chuàng)造了新的機(jī)會(huì),有助于促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì),并使碳無限期地保持在循環(huán)中。”

目前,該技術(shù)只在小規(guī)模上進(jìn)行了展示,然而,該團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在正與巴斯大學(xué)的合作者一起研究催化劑的優(yōu)化和擴(kuò)大工藝規(guī)模(300毫升)。這項(xiàng)研究得到了工程和物理科學(xué)研究委員會(huì)的資助。


關(guān)鍵詞:巴斯夫
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