ニュース

Jun 17, 2023

ポリスチレン廃棄物から回収された貴重な化学ビルディングブロック

以下のフォームに記入してください。「ポリスチレン廃棄物から回収された貴重な化学ビルディングブロック」の PDF 版を電子メールでお送りします。すべての音声記事へのアクセスを解除するには、以下のフォームに記入してください。

以下のフォームに記入していただければ、「ポリスチレン廃棄物から回収された貴重な化学ビルディングブロック」の PDF 版を電子メールでお送りします。

すべての音声記事へのアクセスのロックを解除するには、以下のフォームに記入してください。

プラスチック食器や断熱材の主原料であるポリスチレンは広く使用されているポリマーですが、リサイクルが難しいのが現状です。 ジャーナルAngewandte Chemieの報告によると、米国の研究者チームは熱化学的アプローチを開発し、単純な2段階のプロセスでポリスチレン廃棄物から貴重な化学物質を回収できるようにした。 この新しいアプローチにより、断熱材と包装材のリサイクルが可能になり、真の循環型プラスチック経済が実現できる可能性があります。

米国ブラックスバーグのバージニア工科大学のGuoliang Liu氏とその共著者らが説明するように、新しく開発された「分解アップサイクル」（略してDeg-Up）により、ポリスチレン廃棄物から生成される非常に価値の高い芳香族化学物質を幅広く生産することが可能になると説明した。 、 説明する。 このプロセスには 2 段階のカスケードが含まれます。第 1 段階ではポリスチレンが分解されて主な分解生成物としてベンゼンが生成され、第 2 段階ではこのベンゼン生成物が同じ反応器内で化学修飾されます。 このプロセスによりベンゼン誘導体が生成され、化粧品および医薬品産業にとって多くの重要な物質がカバーされます。

ポリスチレンをベンゼンに分解する方法は、通常、高価な触媒を必要とし、エネルギーを大量に消費するか、生成物の複雑な混合物を生成します。 Liu らの新しい熱化学的方法は、安価な塩化アルミニウム触媒を使用し、中程度の 80 °C (約 180 °F) の反応器内で実行できます。 彼らの方法のもう 1 つの利点は、溶媒であるベンゼンを巧みに使用していることです。 「ポリマーから回収されるベンゼンの量のみが、目的の化学物質に変換されます。 未使用の溶媒をリサイクルして、より多くのポリマー原料を処理できます」と Liu 氏は言います。

概念実証として、研究チームは、梱包用のピーナッツやプラスチック製の器具など、さまざまなタイプのポリスチレン廃棄物をベンゼンに溶解し、反応器内で空気のない条件下で唯一の試薬として塩化アルミニウムを使用して混合物を加熱しました。 主にベンゼンからなる液体生成物を直接使用して、高収率かつ高選択性で目的の付加価値化学物質を得ることができます。

Technology Networks の日刊ニュースレターを購読して、最新の科学ニュースを毎日受信箱に直接お届けします。

たとえば、試薬の塩化アセチルを加えることにより、研究チームは化粧品や医薬品業界で重要な化学物質であるアセトフェノンを取得しました。 関連試薬の塩化オキサリルを添加することで、研究チームは日焼け止め製品やプラスチック添加剤の一般的な成分であるベンゾフェノンを入手しました。 さらに、ポリマー産業で高性能溶剤として使用される硫黄含有芳香族化合物は、ポリスチレン廃棄物から高度な選択性で製造されました。

この新しい化学的アップサイクル手法の目標は、大量のポリスチレン廃棄物を他の産業プロセス用の付加価値のある化学物質にリサイクルすることです。 ポリスチレン断熱材は密度が低いため、機械的リサイクル、つまり収益性の高い新製品の製造のための材料の分別、破砕、輸送のプロセスにはあまり適していません。 一方、ここで説明する Deg-Up プロセスは堅牢で、汚染に耐性があり、大量のポリスチレン廃棄物の化学的アップサイクルのプラットフォームとして適しています。

参考文献: Munyaneza NE、Posada C、Xu Z、他。 ポリスチレンをアリールケトンおよび有機硫黄化合物にアップサイクルするための汎用プラットフォーム。 アンケム国際版 e202307042。 土井:10.1002/anie.202307042

この記事は以下の資料から転載したものです。 注: 資料は長さや内容が編集されている場合があります。 詳細については、引用元に問い合わせてください。