塑料分子本身結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,在自然環(huán)境中可能數(shù)十年甚至上百年難以被分解。因此,探索和剖析塑料高效降解新方法頗為重要。聚酯是一類重要的塑料,其中聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)較為常見。目前,聚酯的降解條件苛刻、效率不高,亟需發(fā)展一種條件溫和且高效實(shí)用的降解新方法。
近期,中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所有機(jī)儲(chǔ)氫與催化團(tuán)隊(duì)提出酯交換/氫化接力的新策略,并使用自主設(shè)計(jì)的基于喹哪啶骨架的新型三齒鉗形釕絡(luò)合物,發(fā)展出溫和的聚酯降解新方法,反應(yīng)催化轉(zhuǎn)化數(shù)(TON)最高可達(dá)1520。
該方法具有優(yōu)異的普適性,可降解各種PET制品(如飲料瓶、漱口水瓶、隔音板、廢布料等),亦可兼容其他類型的聚酯材料(如聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚己內(nèi)酯(PCL)、聚乳酸(PLA)等)。科研人員剖析了反應(yīng)機(jī)理,確定了反應(yīng)的真實(shí)活性催化物種,并證明了該物種可在質(zhì)子性溶劑中穩(wěn)定存在。此外,一系列對(duì)照實(shí)驗(yàn)表明,甲醇在提高該方法的降解效率中起到?jīng)Q定性作用:通過(guò)醇解將大分子PET降解為小分子寡聚物,從而提高PET在反應(yīng)體系中的溶解度;可抑制產(chǎn)物醇與酯的反應(yīng),并通過(guò)對(duì)寡聚物的醇解釋放產(chǎn)物;可促進(jìn)聚酯的氫化反應(yīng)。
這一方法實(shí)現(xiàn)了從廢棄聚酯直接出發(fā),通過(guò)兩步法高效合成重要的化工原料1,4-環(huán)己烷二甲醇(CHDM),具備廣闊的應(yīng)用潛力。
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