Дослідники Токійського столичного університету розробили новий метод розщеплення поліетилентерефталату (PET), пластикових відходів, які містяться в пляшках і тканинах, на цінні хімічні сполуки. У цьому процесі використовується легкодоступний залізний каталізатор і звичайні спирти, що може стати значним кроком на шляху до циклічної економіки для пластику.
Проблема пластикового сміття
Забруднення пластиком є актуальною екологічною проблемою. Хоча механічна переробка (повторне використання пластику в його первісному вигляді) існує, вона часто погіршує якість матеріалу з часом. Хімічна переробка – розкладання пластику на будівельні блоки – вважається більш стійким рішенням, але існуючі методи часто вимагають суворих умов і дорогих матеріалів.
Новий підхід: деполімеризація, каталізована залізом
Дослідницька група під керівництвом професора Котохіро Номури розробила метод, який ефективно розкладає ПЕТ на компоненти – діефіри терефталевої кислоти – використовуючи лише хлорид заліза (III) (FeCl3) як каталізатор і спирти як розчинник. Цей підхід працює при помірних температурах (120–180°C) і не вимагає використання сильних кислот або лугів, що робить його простішим і екологічнішим, ніж багато існуючих процесів хімічної переробки.
Ключові переваги методу
- Високий вихід: Процес забезпечує майже повне перетворення пластикових відходів (вихід 99,7-99,9%) навіть у великих масштабах.
- Селективність: Метод вибірково розкладає ПЕТ, навіть у суміші з іншими матеріалами, такими як бавовна чи інші пластики.
- Економічна ефективність: Хлорид заліза(III) є недорогим і широко доступним каталізатором.
- Екологічно чистий: Процес уникає використання агресивних хімікатів і працює при помірних температурах.
Наслідки для циркулярної економіки
Це дослідження пропонує багатообіцяюче рішення для ефективного перетворення пластикових відходів у хімічну сировину, яку можна переробити. Шляхом деполімеризації ПЕТ на його будівельні блоки цей метод створює замкнуту систему, у якій пластикові відходи можна перетворювати на нові продукти, зменшуючи залежність від первинних матеріалів і мінімізуючи вплив на навколишнє середовище. Метод може бути особливо цінним для переробки змішаних потоків пластикових відходів, де механічна переробка часто непрактична.
Фінансування та контекст дослідження
Дослідження було проведено в рамках програми CREST Японського агентства з науки і технологій (JST) з передової деградації полімерів і хімічної переробки. Це вказує на більш широкі зусилля в Японії щодо розробки стійких рішень для поводження з пластиковими відходами.
Розробка цього ефективного та селективного методу хімічної переробки є значним кроком до більш циклічної пластикової економіки, пропонуючи життєздатний шлях для перетворення відходів у цінні ресурси.
