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馬丁/王蒙課題組實現PVC和PET廢塑料的共轉化

  塑料是現代社會重要的一種合成材料,截止2020年年産量已高達近4億噸。據估計80%以上的廢塑料使用後被直接抛棄、填埋或焚燒,沒有進行有效回收,造成了嚴重的環境污染和資源浪費問題。目前塑料化學回收的相關研究主要關注單一種類純淨塑料,而塑料回收的一大困難是廢棄塑料的分類、分離的高成本,因此對于混合塑料體系的研究具有重要意義。

 

  近日,beat365官方网站馬丁/王蒙課題組報道了一種離子液體催化體系,實現了将具有類似密度的聚氯乙烯(PVC)和聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)混合廢塑料的共同升級轉化。這一工作中将PVC脫氯産生的HCl儲存在離子液體中用于PET的解聚,實現了廢塑料中最難以處理的氯資源的優化利用,同時以高收率制得二氯乙烷和對苯二甲酸這兩種重要化工原料,反應路徑如圖1所示。

 

  

  圖1 離子液體中PVC和PET的共轉化反應路徑

  在該工作中,作者利用離子液體作為催化劑和反應介質催化PVC脫氯過程并儲存産生的氯化氫用于後續聚酯轉化,發現四丁基氯化膦Bu4PCl離子液體具有優良的脫氯性能和氯化氫容量。在230℃條件下實現了離子液體中PET和PVC的共同轉化,PET中的對苯二甲酸單元(98%)和C2單元(94%)可接近計量比回收。并在多種真實塑料制品(礦泉水瓶、電線皮、排水管道、枕頭填充物等)上進行了驗證和循環實驗(圖 2),證明了這一新型共轉化系統的穩定性和對不同來源可能含有不同雜質的真實塑料的适用性。

 

  

  圖2 真實PET和PVC塑料制品混合物的共轉化

 

  該研究成果近日以“Co-upcycling of Polyvinyl Chloride and Polyesters”為題發表于Nature Sustainability。beat365官方网站馬丁教授和王蒙副研究員為該工作的通訊作者,共同第一作者為beat365官方网站博士研究生曹若辰、特聘副研究員張梅琦博士和博士研究生焦宇晨。該研究得到國家自然科學基金、科技部重點研發計劃、北京分子科學國家研究中心、新基石科學基金等的資助。

  

  文章鍊接:https://www.nature.com/articles/s41893-023-01234-1

 

 

 排版:高楊
審核:李玲,彭海琳

 

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