I en nyligen genomförd upptäckt har forskare vid Tokyo Metropolitan University hittat en innovativ kemisk process för återvinning av plast utan avfall som omvandlar plastavfall, som polyester från flaskor, till värdefulla byggstenar. Metoden använder ett kostnadseffektivt lösningsmedel och en titankatalysator för att återvinna polyestrar till mellanliggande föreningar och producera viktiga kemikalier som ketoner, aldehyder och aminer. Den skapar lite avfall, arbetar vid normalt tryck och kan lätt skalas upp.
Ett team av forskare på Tokyo Metropolitan University har gjort en innovativ och intressant upptäckt. De har utarbetat en innovativ kemisk process som revolutionerar återvinning av polyester, som de som finns i plastflaskor. Genom att omvandla dessa polyestrar till morfolinamid, en mycket mångsidig och värdefull byggsten, har de låst upp nya möjligheter för syntetisera olika föreningar.
Det som skiljer denna process åt är dess anmärkningsvärd effektivitet, med en reaktion med högt utbyte och inget spill. Dessutom är den miljövänlig, fri från alla skadliga kemikalier och kan lätt skalas upp för utbredd användning. Denna forskargrupp har framgångsrikt brutit den dyra slutna kretsen återvinning kretslopp, vilket gör att plastavfall kan omvandlas till mer värdefulla produkter.
Traditionell återvinning vs upcycling
Återvinning spelar en oumbärlig roll i vår kamp mot plastavfall. Återvinning av till exempel polyestrar, inklusive polyetylentereftalat (PET) i plastflaskor, ofta kräver kraft för att få de erforderliga kemiska reaktionerna tillräckligt varma, eller starkt alkaliska förhållanden som genererar kemiskt avfall. I slutet av det hela får vi mellanföreningar som används för att göra samma produkter som de kom ifrån. Detta kan inte bara vara slösaktigt, utan det kan också vara ekonomiskt olönsamt.
Det är där begreppet upcycling spelar in. Forskare undersöker aktivt sätt att stör detta slutna kretslopp och omvandla plastavfall till föreningar som har större värde och nytta för samhället. Att ta till sig ett sådant här tillvägagångssätt med öppen krets visar sig vara en avgörande faktor för att implementera praktiska strategier som möjliggör vår övergång mot ett miljövänligare samhälle.
Genombrott inom kemisk omvandling
Ett lag som leds av Docent Yohei Ogiwara och Professor Kotohiro Nomura från Tokyo Metropolitan University har utvecklat en innovativ metod för att omvandla polyestrar till en mångsidig byggsten, med minimalt avfall.
Genom att använda en lågkostnadslösningsmedel som kallas morfolin och en liten mängd av en titanbaserad katalysator, omvandlade de framgångsrikt polyestrar till morfolinamider. Detta möjliggör inte bara återvinning av polyestrar till mellanliggande föreningar för tillverkning av mer polyester, utan det möjliggör också enkel produktion av ketoner, aldehyder och aminer. Dessa kemiska familjer är avgörande för att skapa ett brett utbud av värdefulla föreningar, vilket gör denna process till en anmärkningsvärd form av upcycling.
Den nya processen kräver inga dyra material eller tuffa förhållanden och producerar lite kemiskt avfall. Utbytet är högt och eventuellt oanvänt lösningsmedel kan lätt samlas upp. Dessutom endast en liten mängd katalysator behövs för att driva reaktionen med en rimlig hastighet, och produkten kan separeras med hjälp av enkel filtrering.
Se även: Upcycling av plast för att omvandla den till användbar tvål
Teamet lyfter fram att huvudreaktionen kan inträffa vid normalt tryckutan att behöva några speciella reaktionskärl eller anordningar. Detta möjliggör enkel skalbarhet av reaktionen, även i laboratoriemiljö. För att visa upp detta reagerade teamet framgångsrikt 50 g PET-material från en dryckesflaska med morfolin, vilket resulterade i en avkastning på över 70 gram morfolinamid, med en avkastning på 90 %.
Ta itu med konsekvenserna och framtidsutsikterna
Världen står inför ett allvarligt plastavfallsproblem. Vi behöver innovativa strategier för att hantera detta problem och hitta nya användningsområden för plast. Teamet har kommit fram till en billig återvinningsmetod för att förvandla polyesteravfall till specialkemikalier. Denna lösning kan komma att implementeras snart.
Källa: Kemisk återvinning av PET till en morfolinamid som en mångsidig syntetisk byggsten
