将废弃的聚乙烯四甲酸塑料进行大规模的升级循环,使其成为可生物降解的多糖醇酸塑料
Yuxiang Wang1,2, Fulai Liu1, Jiu Chen3
1Key Laboratory of Photochemical Conversion and Optoelectronic Materials & CAS-HKU Joint Laboratory on New Materials, Technical Institute of Physics and Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Beijing, P. R. China.
本研究提出了一种高效的电化学方法,将废弃的聚乙烯二甲 (PET) 转化为可生物降解的多聚甘油酸 (PGA). 该过程实现了高电流密度和纯度,为塑料污染提供了可持续的解决方案.
科学领域:
- 电化学 电化学 电化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物化学 聚合物化学
背景情况:
- 废弃聚乙烯二甲酸 (PET) 的塑料污染是一个重大的环境问题.
- 目前用于将PET再循环转化为宝贵化学品的方法,如聚聚甘酸 (PGA),面临低效率和复杂的分离过程的挑战.
- 开发可扩展和可持续的PET回收利用方法对于减轻塑料废物至关重要.
研究的目的:
- 开发一种高效的电化学策略,将废弃PET再循环转化为可生物降解的PGA.
- 为了克服低电流密度和繁的分离在流电解的局限性,用于糖醇酸 (GA) 生产.
- 为了证明这种上循环技术的大规模工业应用的潜力.
主要方法:
- 采用了带有Pd-CoCr2O4催化剂的界面酸微环境调节策略,用于乙烯基醇 (EG) 氧化.
- 采用流电解来将PET衍生的EG转化为GA.
- 开发了一种用于高纯度GA隔离的绿色分离方法.
- 使用堆电解器进行试点工厂测试,以验证大规模生产.
主要成果:
- 在电池电压为1.25V时,达到大约290mA cm-2的高电流密度.
- 通过高效的绿色分离方法获得高纯度GA (99%).
- 在20公斤废弃PET的试点工厂测试中,在280mA cm-2下证明了93.0%的GA选择性.
- 在聚合后达到高达87%的PGA产率,产率为0.32kgh-1.1.
结论:
- 开发的界面微环境调节策略使得废PET能够高效地通过电化学循环将废PET转化为GA.
- 该过程克服了以前方法的关键局限性,提供了高效率和产品纯度.
- 这种技术显示出从塑料废物中大规模生产可生物降解PGA的显著潜力.
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