高性能Sn (II) /アルコールの触媒システムを用いて,商用ポリ乳酸を1乳酸に化学的にリサイクルする
Thomas M McGuire1, Antoine Buchard2, Charlotte Williams1
1Department of Chemistry, Chemistry Research Laboratory, University of Oxford, 12 Mansfield Road, Oxford, OX1 3TA, U.K.
Journal of the American Chemical Society
|September 1, 2023
まとめ
この研究では,ポリ・ミルク酸 (PLLA) 廃棄物をそのモノマーであるl-ラクチド (l-LA) に効率的な化学的リサイクル方法が導入されています. 低温で作動し,持続可能なプラスチックのリサイクルの生産量と純度を大幅に改善します.
科学分野:
- ポリマー化学
- 緑の化学
- 材料科学
背景:
- ポリ乳酸 (PLLA) は,プラスチックと繊維で広く使用されるバイオポリマーです.
- 現在のPLLAの化学リサイクル方法はエネルギー密集的で,低触媒活性とエピメリゼーションのような副作用があります.
- 消費後のPLLA廃棄物をそのモノマーであるl-ラクチド (l-LA) に効率的に脱ポリマー化することは,持続可能な循環経済アプローチにとって極めて重要です.
研究 の 目的:
- PLLA廃棄物の高効率で低温の化学リサイクル方法を開発する.
- PLLAをL-ラクチドに脱ポリマー化するための新しいチン (イ) 触媒システムを調査する.
- PLLAをモノマー (CRM) に化学的リサイクルするために開発されたシステムの触媒活性,選択性,再利用性を評価する.
主な方法:
- 商用亜鉛 (II) 触媒と商用非揮発性アルコールを併用した.
- 低温 (160 °C) で窒素の流れまたは真空下で,きれいなPLLAフィルムのデポリメリゼーションを実行します.
- 複数のPLLA分解サイクルで調査された触媒の負荷,回転頻度 (TOF),および再利用性.
主要な成果:
- PLLAのデポリメリゼーションによる優れた生産量 (92%) と純度 (> 99%) を達成した.
- Snベースの触媒システムは,以前の方法と比較して,著しく高い活性 (3000×TOFまで) と低い触媒負荷 (6000×まで) を示した.
- プラスチックの廃棄物 (コーヒーカップの蓋) をリサイクルして純粋なL-ラクチドにしました.
- 触媒システムは4つのリサイクルサイクル後に高い生産性と選択性を維持しました.
結論:
- 開発されたSn-触媒とアルコールのシステムは,PLLA廃棄物を高効率で低温でリサイクルすることを可能にします.
- この方法は,PLLAの循環性に対する持続可能で費用対効果の高いアプローチであり,活動性と効率性において既存の技術を上回ります.
- 触媒システムの再利用性は,PLLAの廃棄物管理における産業用途の実現可能性をさらに高めています.
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