Nghiên cứu mới về tái chế nhựa polyester thải, trích dẫn từ www.chemnews.com.cn

Gần đây, Tiến sĩ Jingjing Cao từ Đại học Giang Nam, phối hợp với các nhà nghiên cứu Đức, đã phát triển thành công 'chất xúc tác tấm nano oxit kẽm khuyết tật phối hợp không bão hòa không bão hòa' với chi phí thấp, cung cấp một giải pháp mới để tái chế nhựa polyester thải hiệu quả và xanh trong điều kiện ôn hòa.

Các kết quả nghiên cứu liên quan đã được công bố trên tạp chí Nature Communications.

Nhựa polyester có sản lượng hàng năm rất lớn, nhưng các phương pháp tái chế hóa học truyền thống phải đối mặt với các vấn đề như tiêu thụ năng lượng cao, ăn mòn thiết bị và khó khăn trong xử lý nước thải. Trong nghiên cứu này, nhóm nghiên cứu đã thiết kế chất xúc tác oxit kẽm với các cấu trúc khiếm khuyết đặc biệt trên bề mặt của nó. Họ mô tả một cách sống động nó như một 'dao mổ phân tử', với các vị trí khuyết tật trên bề mặt hoạt động giống như 'các dụng cụ kẹp' có hoạt tính cao, ưu tiên hấp thụ và kích hoạt các phân tử nước và oxy, cho phép phân cắt chính xác các liên kết polyester trong điều kiện nước gần như trung tính mà không cần dung môi hữu cơ hoặc bazơ mạnh.

Các thí nghiệm cho thấy trong môi trường không khí ở nhiệt độ 190°C, hệ thống xúc tác có thể khử hoàn toàn polyethylen terephthalate (PET) chỉ trong sáu giờ, với độ chọn lọc đối với axit terephthalic vượt quá 99%. Hơn nữa, chất xúc tác thể hiện tính phổ biến của chất nền tuyệt vời, xử lý hiệu quả cả chai nước khoáng thông thường và chất thải dệt may có chứa thuốc nhuộm và các tạp chất khác, duy trì tỷ lệ thu hồi axit terephthalic trên 98%.

Công nghệ này cũng có thể áp dụng để thu hồi monome có tính chọn lọc cao từ các chất thải polyester khác. Về tính thân thiện với môi trường, chất xúc tác vẫn ổn định sau 5 chu kỳ liên tục và không phát hiện hiện tượng rửa trôi ion kẽm có hại trong quá trình phản ứng, tránh ô nhiễm thứ cấp. Hiện nhóm nghiên cứu đã hoàn thành thí nghiệm quy mô phòng thí nghiệm ở mức 40 gram, chuyển đổi thành công nhựa phế thải thành nguyên liệu thô có độ tinh khiết cao và tái chế thành PET tái chế.