Разработан безотходный и масштабируемый процесс для переработки полиэфиров

Исследователи из Tokyo Metropolitan University разработали новый химический процесс, позволяющий перерабатывать полиэфиры, в том числе ПЭТ, из которого изготавливаются пластиковые бутылки, в амид морфолина — универсальный и ценный строительный блок для синтеза широкого спектра соединений.

Реакция отличается высокой производительностью, безотходностью, не требует применения вредных химикатов и легко масштабируется. Команда успешно разорвала часто дорогостоящий замкнутый цикл переработки пластиковых отходов, обеспечив их вторичную переработку в более ценные продукты.

Переработка играет незаменимую роль в нашей борьбе с пластиковыми отходами. Но какой ценой? Переработка полиэфиров, например, полиэтилентерефталата (ПЭТФ), входящего в состав пластиковых бутылок, часто требует затрат электроэнергии для проведения необходимых химических реакций, либо сильной щелочной реакции, в результате которой образуются химические отходы. В итоге мы получаем промежуточные соединения, которые используются для производства тех же продуктов, из которых они были получены. Это не только расточительно, но и экономически невыгодно.

Вот здесь-то и приходит на помощь «up»-циклинг. Ученые работают над тем, чтобы разорвать этот замкнутый цикл и создать из пластиковых отходов более ценные и полезные для общества соединения. Подобная схема „открытого цикла“ является важной частью практических стратегий, помогающих перейти к более экологичному обществу.

Теперь группа специалистов под руководством доцента Йохея Огивары и профессора Котохиро Номуры из Токийского столичного университета разработала практически безотходный метод превращения полиэфиров в универсальный строительный блок, который может быть преобразован в широкий спектр ценных химических соединений. Для превращения полиэфиров в амиды морфолина они использовали дешевый растворитель — морфолин и небольшое количество катализатора на основе титана. Они не только могут быть использованы в качестве промежуточных соединений для получения новых полиэфиров (рециклинг), но и легко вступают в реакцию с кетонами, альдегидами и аминами — жизненно важными семействами химических веществ, которые используются для получения огромного количества других, более ценных соединений (апсайклинг).

Новый процесс не требует дорогостоящих реагентов и жестких условий и практически не содержит химических отходов. Выход очень высок, а непрореагировавший растворитель может быть легко собран. Кроме того, было установлено, что для протекания реакции с приемлемой скоростью требуется лишь небольшое количество катализатора, а для выделения продукта достаточно простой фильтрации. Ключевым моментом, который подчеркивают авторы, является то, что основная реакция протекает при нормальном давлении, а значит, не требуется никаких специальных реакционных сосудов или устройств. Это делает реакцию легко масштабируемой даже в лабораторных условиях. Команда продемонстрировала это, взяв 50 г материала ПЭТ, взятого из реальной ПЭТ-бутылки для напитков, и прореагировав с морфолином, получив более 70 г амида морфолина, выход которого составил 90%.

По мере того как глобальная проблема пластиковых отходов становится все более острой, потребуются новые смелые стратегии для переработки и повторного использования пластика в обществе. В качестве недорогого, безотходного варианта переработки пластика, разработанного командой, возможно, уже в ближайшее время будет использована технология превращения полиэфирных отходов в специальные химические продукты.

07.10.2023


Подписаться в Telegram



Экология

Российские ученые нашли на Эльбрусе цинк и медь
Российские ученые нашли на Эльбрусе цинк и медь

Биологи изучили ледники Эльбруса, и ...

Ноша последствий изменения климата ляжет на хрупкие женские плечи
Ноша последствий изменения климата ляжет на хрупкие женские плечи

Согласно новому исследованию, опубликованному ...

Nature Geoscience: Тысячелетия тому назад Нил был совсем другим
Nature Geoscience: Тысячелетия тому назад Нил был совсем другим

Исследователи изучили, как развивалась ре...

Ученые впервые количественно оценили пробелы в удалении углерода
Ученые впервые количественно оценили пробелы в удалении углерода

Новое исследование, проведенное Университетом ...

NREE: Виноградари всего мира бьют тревогу из-за изменения климата
NREE: Виноградари всего мира бьют тревогу из-за изменения климата

Виноград, выращиваемый для производства в...

Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии

Исследователи из Токийского столичного ун...

Лаборатория Sandia нашла новые подсказки о потеплении в Арктике
Лаборатория Sandia нашла новые подсказки о потеплении в Арктике

Арктика, ледяная корона Земли, переживает клим...

EHP: Изменение климата может повлиять на вес детей при рождении
EHP: Изменение климата может повлиять на вес детей при рождении

Изменение климата может представлять большую о...

Natural Hazards: Смешанные леса защищают от цунами лучше монокультурных
Natural Hazards: Смешанные леса защищают от цунами лучше монокультурных

Прибрежные леса в Японии преимущественно ...

PTRSB: Эволюция может помешать людям решить проблему изменения климата
PTRSB: Эволюция может помешать людям решить проблему изменения климата

Центральные особенности эволюции человека могу...

Ртуть в тропиках — скрытая опасность
Ртуть в тропиках — скрытая опасность

Неоново-зеленые капюшоны, бирюзовые брюшки, на...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Applied Catalysis: MXene поможет получать экономически выгодный зеленый водород
Applied Catalysis: MXene поможет получать экономически выгодный зеленый водород
35% переболевших коронавирусом в течение года столкнулись с ухудшением здоровья
35% переболевших коронавирусом в течение года столкнулись с ухудшением здоровья
Science Immunology: Воспаление мозга вызывает мышечную слабость после инфекций
Science Immunology: Воспаление мозга вызывает мышечную слабость после инфекций
Acta Biomaterialia: Гидрогель поможет понять механизм развития Альцгеймера
Acta Biomaterialia: Гидрогель поможет понять механизм развития Альцгеймера
CSAA: Как восстановить мир в городе после конфликта — проблемы и перспективы
CSAA: Как восстановить мир в городе после конфликта — проблемы и перспективы
Новая технология фотоэлектрических модулей оптимизирована для городских условий
Новая технология фотоэлектрических модулей оптимизирована для городских условий
Nature Ecology & Evolution: Всеобщий предок LUCA оказался старше, чем считалось
Nature Ecology & Evolution: Всеобщий предок LUCA оказался старше, чем считалось
ИИ лучше клинических тестов справился с прогнозом течения болезни Альцгеймера
ИИ лучше клинических тестов справился с прогнозом течения болезни Альцгеймера
International Journal of Hydrogen Energy: К 2045 году будем летать на водороде
International Journal of Hydrogen Energy: К 2045 году будем летать на водороде
IEEE Access: Ученые открыли доступ к данным о работе электрических сетей
IEEE Access: Ученые открыли доступ к данным о работе электрических сетей
Нанопластики нарушают структуру и функциональность белков в грудном молоке
Нанопластики нарушают структуру и функциональность белков в грудном молоке
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Cell: Впервые восстановлена трёхмерная структура хромосом шерстистого мамонта
Cell: Впервые восстановлена трёхмерная структура хромосом шерстистого мамонта
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным

Новости компаний, релизы

Ведущие игроки агрорынка представят новинки на «Дне поля» в Агробиотехнопарке Казанского ГАУ
Межсетевой экран защитит компьютерные системы от киберугроз
Университет МИСИС будет готовить специалистов в сфере квантовых технологий
Казанский ГАУ запускает подготовку специалистов по экологии и природопользованию
40% профессионалов предпочитают работать удаленно с дачи