Пластиковые бутылки

Пластиковые бутылки превратили в молочную кислоту

Технология переработки пластиковой тары протестирована на реальных отходах. Метод подходит для бутылок, контейнеров и загрязненных предметов.
Автор Наука Mail

Исследователи из Пекинского университета разработали новый способ переработки отходов из полиэтилентерефталата (ПЭТ) — например, бутылок или пищевых контейнеров. Метод позволяет превращать пластик в более ценные химические вещества: молочную кислоту (с выходом 55% и чистотой более 88%) и 1,4‑циклогександикарбоновую кислоту (с выходом 84% и чистотой свыше 99%).

Реакция при переработке отходов ПЭТ-бутылок
Распределение продуктов при различных (а) субстратах реакции, (b) дозировках ПЭТ, (c) дозировках NaOH, (d) температурах и (e) времени реакции. Условия реакции: (а) 40 мл CH₃OH, 3 г ПЭТ-бутылок, 8 г NaOH, 0,93 г EG, 100 мг Ru/C, 160°C, 1 МПа Ar и 10 ч; (б) 40 мл CH₃OH, 8 г NaOH, 100 мг Ru/C, 160°C, 1 МПа Ar и 10 ч; (в) 40 мл CH₃OH, 3 г ПЭТ-бутылок, 100 мг Ru/C, 160°C, 1 МПа Ar и 10 ч; (d) 40 мл CH₃OH, 3 г ПЭТ-бутылок, 8 г NaOH, 100 мг Ru/C, 1 МПа Ar и 10 ч; и (e) 40 мл CH₃OH, 3 г ПЭТ-бутылок, 8 г NaOH, 100 мг Ru/C, 160°C и 1 МПа Ar. Ar используется для удаления воздуха из автоклава и служит внутренним стандартом для облегчения расчета количества водорода, образующегося в ходе реакции. Погрешности на графиках представляют собой стандартное отклонение трех независимых экспериментовИсточник: Engineering

Процесс состоит из двух этапов и проходит при умеренной температуре 160 °C с использованием единственного катализатора Ru/C — без внешнего источника водорода. Сначала ПЭТ обрабатывают в растворе гидроксида натрия и метанола. В результате получается этиленгликоль, который затем взаимодействует с метанолом, что приводит к образованию молочной кислоты и газообразного водорода.

Полученный водород не выбрасывается — его тут же используют в следующей стадии процесса: он помогает преобразовать еще один компонент, выделяемый из ПЭТ, — терефталевую кислоту — в нужное химическое вещество. Таким образом, система работает «замкнуто»: водород генерируется и сразу применяется внутри процесса, что делает технологию экономичнее и экологичнее традиционных методов.

Помятые пластиковые бутылки
Новый метод позволяет перерабатывать бутылки и контейнеры в ценные химические веществаИсточник: Unsplash

Метод проверили на разных видах пластиковых отходов, и он показал хорошую совместимость с реальным сырьем. Правда, со временем активность катализатора немного снижается: это связано с изменениями в его структуре во время реакций. Тем не менее разработка дает перспективный путь для устойчивой переработки пластика — превращения отходов в полезные материалы с эффективным использованием ресурсов.

Ранее Наука Mail рассказывала о том, что создан катализатор, превращающий ПЭТ-пластик в сырье для лекарств от рака.