การวิจัยใหม่เกี่ยวกับการรีไซเคิลของพลาสติกพอลิเอสเตอร์ที่เสียหาย จาก www.chemnews.com.cn

เมื่อเร็วๆ นี้ ดร. Jingjing Cao จากมหาวิทยาลัย Jiangnan ร่วมมือกับนักวิจัยชาวเยอรมัน ประสบความสำเร็จในการพัฒนา 'ตัวเร่งปฏิกิริยานาโนชีตซิงค์ออกไซด์ที่มีข้อบกพร่องในการประสานงานที่ไม่อิ่มตัวที่มีปริมาณดินต่ำ' ซึ่งมีต้นทุนต่ำ ซึ่งถือเป็นโซลูชั่นใหม่สำหรับการรีไซเคิลพลาสติกโพลีเอสเตอร์ที่เป็นขยะอย่างมีประสิทธิภาพและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมภายใต้สภาวะที่ไม่รุนแรง

ผลการวิจัยที่เกี่ยวข้องได้รับการตีพิมพ์ใน Nature Communications

พลาสติกโพลีเอสเตอร์มีการผลิตจำนวนมากต่อปี แต่วิธีการรีไซเคิลทางเคมีแบบดั้งเดิมประสบปัญหา เช่น การใช้พลังงานสูง การกัดกร่อนของอุปกรณ์ และปัญหาในการบำบัดน้ำเสีย ในการศึกษานี้ ทีมงานได้ออกแบบตัวเร่งปฏิกิริยาซิงค์ออกไซด์ที่มีโครงสร้างข้อบกพร่องพิเศษบนพื้นผิว พวกเขาอธิบายอย่างชัดเจนว่าเป็น 'มีดผ่าตัดระดับโมเลกุล' โดยมีจุดบกพร่องที่พื้นผิวทำหน้าที่เหมือน 'ตัวจับ' ที่มีฤทธิ์สูง ซึ่งจะดูดซับและกระตุ้นโมเลกุลของน้ำและออกซิเจนเป็นพิเศษ ช่วยให้สามารถแยกพันธะโพลีเอสเตอร์ได้อย่างแม่นยำภายใต้สภาวะน้ำที่เกือบเป็นกลาง โดยไม่ต้องใช้ตัวทำละลายอินทรีย์หรือเบสที่แข็งแกร่ง

การทดลองแสดงให้เห็นว่าในสภาพแวดล้อมอากาศที่อุณหภูมิ 190°C ระบบตัวเร่งปฏิกิริยาสามารถสลายโพลิเอทิลีนเทเรฟทาเลต (PET) ได้อย่างสมบูรณ์ภายในเวลาเพียงหกชั่วโมง โดยมีค่าความสามารถในการเลือกกรดเทเรฟทาลิกเกิน 99% นอกจากนี้ ตัวเร่งปฏิกิริยายังแสดง 'ความเป็นสากลของพื้นผิว' ที่ยอดเยี่ยม โดยสามารถแปรรูปทั้งขวดน้ำแร่ธรรมดาและสิ่งทอเสียที่มีสีย้อมและสิ่งสกปรกอื่นๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยรักษาอัตราการฟื้นตัวของกรดเทเรฟทาลิกให้สูงกว่า 98%

เทคโนโลยีนี้ยังใช้กับการนำโมโนเมอร์ที่คัดเลือกมาอย่างดีของของเสียโพลีเอสเตอร์อื่นๆ มาใช้อีกด้วย ในแง่ของความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ตัวเร่งปฏิกิริยายังคงมีเสถียรภาพหลังจากห้ารอบต่อเนื่องกัน และไม่มีการตรวจพบการชะล้างไอออนสังกะสีที่เป็นอันตรายระหว่างการทำปฏิกิริยา เพื่อหลีกเลี่ยงมลภาวะทุติยภูมิ ปัจจุบัน ทีมวิจัยได้เสร็จสิ้นการทดลองในห้องปฏิบัติการในระดับ 40 กรัม ซึ่งประสบความสำเร็จในการเปลี่ยนขยะพลาสติกให้เป็นวัตถุดิบที่มีความบริสุทธิ์สูงและแปรรูปเป็น PET รีไซเคิล