客观日本

彻底分解市售聚酯——减少塑料垃圾,挑战创造新材料

2022年09月12日 能源环境

“塑料垃圾”问题是全球面临的重大社会课题之一。尽管日本的塑料回收利用率据说已达到86%,但其中大部分被用作燃料,而将其再次作为原料使用的化学回收仅占3%左右。

市售的PET瓶中使用的聚酯具有重复的“酯结构”,这种酯结构由两端带有羧酸的单体和两端带有醇的单体构成。如果能够切断这种酯结构,便可恢复为原料,但由于需要使用环境负荷较大的碱基和添加剂进行化学反应,所以化学回收未能得到广泛推进。

由东京都立大学研究生院理学研究科的野村琴广教授、东京农工大学工程学院的研究生安倍亮汰、该大学工程学院应用化学系的小峰伸之助教和平野雅文教授组成的研究团队,基于以往在植物油的反式酯化分解和低分子化合物的酯催化裂解方面的研究结果,发现稀土元素“镧”的络合物对于分解聚丁二酸丁二醇酯(PBS)有效。他们在这项研究中,证实了在反应温度为90℃、反应时间为4小时的情况下,不仅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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使用稀土元素镧的络合物作为催化剂,在甲醇中催化剂浓度为1 mol%,反应温度为90℃,反应时间为4小时的情况下,PBS可以分解为聚酯原材料琥珀酸二甲酯和1,4-丁二醇。

今后,研究团队将在着眼于社会应用的前提下,阐明催化活性物质,构筑更为低成本和更加温和条件下的分解反应,挑战创造出比分解前的塑料更有价值的化学物质。

日语原文

原文:JSTnews 9月号
翻译编辑:JST客观日本编辑部