客觀日本

徹底分解市售聚酯——減量塑膠廢棄物,挑戰創造新材料

2022年09月12日 能源環境

「塑膠廢棄物」問題是全球面臨的重大社會課題之一。儘管日本的塑膠回收利用率據說已達到86%,但其中大部分被用作燃料,而將其再次作爲原料使用的化學回收僅佔3%左右。

市售的PET瓶中使用的聚酯具有重複的「酯結構」,這種酯結構由兩端帶有羧酸的單體和兩端帶有醇的單體構成。如果能夠切斷這種酯結構,便可恢復爲原料,但由於需要使用環境負荷較大的鹼基和添加劑進行化學反應,所以化學回收未能得到廣泛推進。

由東京都立大學研究生院理學研究科的野村琴廣教授、東京農工大學工程學院的研究生安倍亮汰、該大學工程學院應用化學系的小峯伸之助教和平野雅文教授組成的研究團隊,基於以往在植物油的反式酯化分解和低分子化合物的酯催化熱解方面的研究結果,發現稀土元素「鑭」的錯合物對於分解聚丁二酸丁二醇酯(PBS)有效。他們在這項研究中,證實了在反應溫度爲90℃、反應時間爲4小時的情況下,不僅PBS可以被定量分解,而且市售的PET瓶也可以被完全分解成原料。

聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的分解和再聚合

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使用稀土元素鑭的錯合物作爲觸媒,在甲醇中觸媒濃度爲1 mol%,反應溫度爲90℃,反應時間爲4小時的情況下,PBS可以分解爲聚酯原料琥珀酸二甲酯和1,4-丁二醇。

今後,研究團隊將在着眼於社會應用的前提下,闡明催化活性物質,構築更爲低成本和更加溫和條件下的分解反應,挑戰創造出比分解前的塑膠更有價值的化學物質。

日語原文

原文:JSTnews 9月號
翻譯編輯:JST客觀日本編輯部