Wissenschaftler recyceln Polyester durch neues abfallfreies, skalierbares Verfahren
Umwandlung von Kunststoffabfällen in vielseitige Bausteine für die organische Chemie
Forscher der Tokyo Metropolitan University haben ein neues chemisches Verfahren entwickelt, mit dem Polyester, einschließlich PET in Plastikflaschen, zu Morpholinamid upgecycelt werden können, einem vielseitigen und wertvollen Baustein für die Synthese einer breiten Palette von Verbindungen. Die Reaktion ist sehr ergiebig, abfallfrei, erfordert keine schädlichen Chemikalien und ist leicht skalierbar. Dem Team ist es gelungen, den oft kostspieligen geschlossenen Recyclingkreislauf von Kunststoffabfällen zu durchbrechen und ein Upcycling zu wertvolleren Produkten zu ermöglichen.
Das neu entwickelte chemische Verfahren des Teams kann Polyester mit Hilfe des Lösungsmittels Morpholin und einer geringen Menge eines Katalysators auf Titanbasis zu Morpholinamiden umwandeln.
Tokyo Metropolitan University
Recycling ist ein unverzichtbarer Bestandteil unseres Kampfes gegen Plastikmüll. Aber zu welchem Preis? Das Recycling von Polyestern, z. B. von Polyethylenterephthalat (PET) in Plastikflaschen, erfordert oft Energie, um die erforderlichen chemischen Reaktionen heiß genug zu machen, oder stark alkalische Bedingungen, die chemische Abfälle erzeugen. Am Ende des Prozesses entstehen Zwischenprodukte, die zur Herstellung der gleichen Produkte verwendet werden, aus denen sie entstanden sind. Dies kann nicht nur verschwenderisch, sondern auch unrentabel sein.
Hier kommt das "Up"-Recycling ins Spiel. Wissenschaftler arbeiten daran, diesen geschlossenen Kreislauf zu durchbrechen und aus Kunststoffabfällen Verbindungen herzustellen, die für die Gesellschaft wertvoller und nützlicher sind. Ein "offener Kreislauf" wie dieser ist ein wesentlicher Bestandteil praktischer Strategien, die uns beim Übergang zu einer grüneren Gesellschaft helfen sollen.
Nun hat ein Team unter der Leitung von Associate Professor Yohei Ogiwara und Professor Kotohiro Nomura von der Tokyo Metropolitan University eine praktisch abfallfreie Methode zur Umwandlung von Polyestern in einen vielseitigen Baustein entwickelt, der in eine breite Palette wertvoller chemischer Verbindungen umgewandelt werden kann. Sie verwendeten ein billiges Lösungsmittel namens Morpholin und eine kleine Menge eines Katalysators auf Titanbasis, um Polyester in Morpholinamide umzuwandeln. Diese können nicht nur in Zwischenprodukte für die Herstellung weiterer Polyester umgewandelt werden (Recycling), sondern lassen sich auch leicht in Ketone, Aldehyde und Amine umwandeln, allesamt wichtige chemische Verbindungen, die zur Herstellung einer Vielzahl anderer, wertvollerer Verbindungen verwendet werden (Upcycling).
Das neue Verfahren kommt ohne teure Reagenzien und harte Bedingungen aus und ist praktisch frei von chemischen Abfällen. Die Ausbeute ist sehr hoch, und nicht umgesetzte Lösungsmittel lassen sich leicht auffangen. Außerdem wurde festgestellt, dass nur eine geringe Menge an Katalysator erforderlich ist, um die Reaktion mit einer vernünftigen Geschwindigkeit voranzutreiben, während zur Abtrennung des Produkts nur eine einfache Filtration erforderlich ist. Ein wichtiger Punkt, den das Team hervorhebt, ist, dass die Hauptreaktion bei normalem Druck abläuft, was bedeutet, dass keine speziellen Reaktionsgefäße oder Vorrichtungen erforderlich sind. Dadurch lässt sich die Reaktion leicht skalieren, sogar im Labor. Das Team demonstrierte dies, indem es 50 g PET-Material aus einer echten PET-Getränkeflasche mit Morpholin umsetzte und dabei mehr als 70 g Morpholinamid erhielt, was einer Ausbeute von 90 % entspricht.
Da das weltweite Plastikmüllproblem immer akuter wird, sind kühne neue Strategien zur Verarbeitung und Wiederverwendung von Kunststoffen in der Gesellschaft erforderlich. Als kostengünstige, abfallfreie Upcycling-Option könnte die Arbeit des Teams schon sehr bald Anwendung finden, um Polyesterabfälle in Spezialchemikalien umzuwandeln.
Hinweis: Dieser Artikel wurde mit einem Computersystem ohne menschlichen Eingriff übersetzt. LUMITOS bietet diese automatischen Übersetzungen an, um eine größere Bandbreite an aktuellen Nachrichten zu präsentieren. Da dieser Artikel mit automatischer Übersetzung übersetzt wurde, ist es möglich, dass er Fehler im Vokabular, in der Syntax oder in der Grammatik enthält. Den ursprünglichen Artikel in Englisch finden Sie hier.
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