Прорыв во вторичной переработке пластика

Недавно разработанный командой химический процесс позволяет перерабатывать полиэфиры в амиды морфолина с использованием растворителя морфолина и небольшого количества катализатора на основе титана. Фото: Токийский столичный университет.

Превращение пластиковых отходов в универсальные строительные блоки для органической химии.

Исследователи из Токийского столичного университета разработали новый химический процесс, позволяющий перерабатывать полиэфиры, в том числе ПЭТ в пластиковых бутылках, в морфолинамид — универсальный и ценный строительный блок для синтеза широкого спектра соединений. Реакция высокопроизводительна, безотходна, не требует использования вредных химикатов и легко масштабируется. Команда успешно разрывает часто дорогостоящий замкнутый цикл переработки пластиковых отходов, позволяя перерабатывать их в более ценные продукты.

Традиционная переработка против вторичной переработки

Переработка играет незаменимую роль в нашей борьбе с пластиковыми отходами.

Но какой ценой?

• Например, переработка полиэфиров, в том числе полиэтилентерефталата (ПЭТ) в пластиковых бутылках, часто требует энергии для проведения необходимых химических реакций при достаточно высоких температурах или сильнощелочных условиях, которые приводят к образованию химических отходов.
• В результате мы получаем промежуточные соединения, которые используются для производства тех же продуктов, из которых они произошли. Это может быть не только расточительно, но и экономически невыгодно.
• Именно здесь на помощь приходит езда на велосипеде. Ученые работают над тем, чтобы разорвать этот замкнутый цикл и создать соединения из пластиковых отходов, которые будут более ценными и полезными для общества.

Такая «разомкнутая» схема является жизненно важной частью практических стратегий, которые помогут нам перейти к более «зеленому» обществу.

Прорыв в химической конверсии

Теперь команда под руководством доцента Йохея Огивары и профессора Котохиро Номуры из Токийского столичного университета разработала практически безотходный метод преобразования полиэфиров в универсальный строительный блок, который можно превратить в широкий спектр ценных химических соединений. Они использовали дешевый растворитель под названием морфолин и небольшое количество катализатора на основе титана, чтобы превратить полиэфиры в амиды морфолина.

Они не только могут быть преобразованы в промежуточные соединения для производства большего количества полиэфира (переработка), но также могут легко вступать в реакцию с образованием кетонов, альдегидов и аминов — жизненно важных семейств химических веществ, которые используются для производства огромного количества других, более ценные соединения (переработка).

Новый процесс не требует дорогих реагентов или жестких условий и практически не содержит химических отходов. Выход очень высок, и любой непрореагировавший растворитель можно легко собрать. Они также обнаружили, что для обеспечения разумной скорости реакции требуется лишь небольшое количество катализатора, а для разделения продукта достаточно простой фильтрации. Ключевой момент, который подчеркивает команда, заключается в том, что основная реакция протекает при нормальном давлении, а это означает, что не требуется никаких специальных реакционных сосудов или устройств. Это делает реакцию легко масштабируемой даже в лаборатории. Команда продемонстрировала это, взяв 50 г ПЭТ-материала, взятого из настоящей ПЭТ-бутылки для напитков, и прореагировав его с морфолином, получив более 70 граммов амида морфолина, выход 90%.

Последствия и будущий потенциал

Поскольку глобальная проблема пластиковых отходов становится все более острой, потребуются смелые новые стратегии для переработки и повторного использования пластика в обществе. В качестве недорогого и безотходного варианта вторичной переработки работа команды может очень скоро найти применение в переработке полиэфирных отходов в специальные химикаты.

Источник

Метки: пластик