Исследователи из Копенгагенского университета представили инновационный метод, который позволяет перерабатывать весьма распространенный, но слабо разлагаемый в природе полиэстер (полиэтилентерефталатный материал). Статья об исследовании опубликована в журнале ACS Sustainable Chemistry & Engineering.
Полиэстер является вторым по уровню использования текстилем в мире и угрозой для окружающей среды, особенно потому, что большая часть его никогда не перерабатывается. Переработка полиэстера представляет собой серьезную проблему, особенно при разделении пластиковых и хлопковых волокон, из которых изготовлена смесовая ткань. Обычные методы переработки часто отдают приоритет сохранению пластикового компонента, что приводит к потере хлопкового волокна. Кроме того, эти методы являются дорогостоящими, сложными и приводят к образованию металлических отходов из-за использования металлических катализаторов, которые могут быть цитотоксичными и загрязнять процесс.
Группа молодых химиков из Копенгагенского ассортимента представила удивительно простое решение этой насущной проблемы. В своей работе ученые представили практичный и масштабируемый подход к переработке полиэстровых и смешанных тканей путем каталитического гликолиза с использованием гидрокарбоната аммония (используется в качестве разрыхлителя для выпечки), который разлагается на аммиак, углекислый газ и воду.
В ходе реакции при нагревании гидрокарбонат аммония распадается на аммиак, углекислый газ и воду. А когда аммиак и СО2 объединяются, они начинают действовать как катализатор, запуская реакцию селективной деполимеризации, которая разрушает полиэтилентерефталатный материал, но сохраняет хлопок. Благодаря безметалловым условиям реакции был получен высокочистый бис(гидроксиэтил)терефталат (БГЭТ), который был термически реполимеризован в полиэстер.
«Например, мы можем взять платье из полиэстера, разрезать его на мелкие кусочки и поместить в контейнер. Затем добавить немного мягкого растворителя, а затем «хартсхорновую соль», которую многие знают как разрыхлитель для выпечки. Затем мы нагреваем все это до 160⁰С и оставляем на 24 часа. В результате получается жидкость, в которой пластиковые и хлопковые волокна оседают на отдельные слои. Это простой и экономичный процесс», — объясняет доктор Шриая Шарма, соавтор исследования.
Этот каталитический подход превосходит традиционный кислотно-основной и металлический катализ в селективном восстановлении и вторичной переработке материалов на основе хлопка за счет своей эффективности и экологических преимуществ. В то время как аммиак сам по себе имеет токсичные свойства, его сочетание с углекислым газом не оказывает вредного воздействия на окружающую среду.
Ранее та же исследовательская группа продемонстрировала, что CO2 может служить катализатором для разрушения нейлона, не оставляя следов. Это открытие вдохновило их на изучение использования хартсхорновой соли.
Данный метод представляет собой значительный прогресс в области устойчивого производства пластмассы и текстиля, позволяя регенерировать хлопок и перерабатывать полиэтилен без негативного воздействия на окружающую среду. Это экологически чистый и эффективный подход, который способствует формированию замкнутого цикла использования ресурсов.
Источник материала: https://www.cleanprice.ru/news5207-novyy-metod-razlojeniya-poliestra/