聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)废品的醇解制备单体化合物,比如通过甲醇解过程生成对苯二甲酸二甲酯(DMT),通过糖酵解生产对苯二甲酸双-2-羟乙酯(BHET)。
有鉴于此,中国科学技术大学吕兴霖教授、邓晋博士、马克斯普朗克微结构物理研究所Xiaodong Li、耶鲁大学Menachem Elimelech教授等报道氧空穴修饰的催化剂(Ov-Fe/ZnO)在空气气氛进行醇解。
本文要点
(1)
Ov-Fe/ZnO催化剂在空气气氛进行醇解,实现了505.2 gDMT gcat-1 h-1和957.1 gBHET gcat-1 h-1空速产率。性能分别比在N2气氛反应的性能高51倍和28倍。
(2)
原位光谱表征和DFT理论计算结果提出PET解聚反应的反应路线。在Vo-Zn2+-O-Fe3+位点通过O2辅助活化CH3OH生成CH3OH*和OOH*,说明Vo-Zn2+-O-Fe3+位点在切断C-O化学键的关键作用。
测试结果显示在闭环循环中能够减少56 %的能量消耗,而且减少44.5 %温室气体的排放。使用PET废料作为反应物能够进一步减少58.4 %的操作价格。这项工作为PET废品回收利用提供符合持久性发展的方法。
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Cao, J., Liang, H., Yang, J. et al. Depolymerization mechanisms and closed-loop assessment in polyester waste recycling. Nat Commun 15, 6266 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-024-50702-5
https://www.nature.com/articles/s41467-024-50702-5