【背景介绍】
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是最丰富的聚酯塑料，全球每年生产近7000万吨。PET塑料在日常生活中几乎随处可见然而，如矿泉水瓶等。然而，PET在使用后不易降解，每年有1000万吨PET废料排入海洋，其中纺织和包装行业的PET残留量尤其高。PET的解聚和再利用是解决这一问题的最常用方法。化学解聚方法，主要包括水解、糖酵解、氨解和热解，可以保留塑料的化学成分，转化为稳定的单体分子。然而，这些方法仍面临反应条件苛刻、产物收率低和纯化困难等限制。
【成果简介】
鉴于此，为了解决白色塑料污染的严重问题，华东师范大学的赵晨教授等人报告了一种低成本的工艺，该工艺使用了甲醇改性的Cu/SiO2催化剂，将聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)定量转化为对二甲苯(PX)和乙二醇(EG)。这种方法可以直接用废聚酯塑料生产汽油燃料和防冻剂成分，为处理海洋和岛屿中的塑料问题提供了可行的解决方案。相关论文成果以“Converting waste PET plastics into automobile fuels and antifreeze components”为题发表在Nature Communications上。
【全文导读】
图1所示：PET废料的解聚和转化策略示意图。
图2所示：(a)Cu/SiO2（干燥）和CuNa/SiO2（干燥）催化剂的X射线衍射图谱。(b)BET。(d)Cu/SiO2（还原）和(f)CuNa/SiO2（还原）的Cu 2pX射线光电子能谱。(c)Cu/SiO2（还原）和(e)CuNa/SiO2（还原）的Cu LMM XAES光谱。(g-h)Cu/SiO2（干燥）和(i-j)CuNa/SiO2（干燥）催化剂的TEM图像。(k-o)CuNa/SiO2中元素的TEM-EDS映射。
图3所示：添加不同量的NaCl的硅酸铜形成过程，对催化剂的性能产生影响。
图4所示：催化转化的产物分布-反应时间曲线：(a)对苯二甲酸二甲酯 (A)、(b)4-(羟甲基)苯甲酸甲酯(B)、(c) 4-甲基苯甲酸甲酯(C)和(d)4-甲基苯甲醇(D)。反应条件：PET，0.12 g；CuNa/SiO2催化剂，0.1 g；甲醇，30 mL；210 °C；6 小时。(e)对苯二甲酸二甲酯(A)、(f)4-(羟甲基)苯甲酸甲酯(B)、(g)4-甲基苯甲酸甲酯(C)和(h)4-甲基苯甲醇(D)在120°C下在10至60°C下转化的时间分辨率原位透射傅里叶变换红外光谱差谱。
图5所示：新PET转化项目在普吉岛沉积物上的应用示意图。
【论文链接】
Zhiwen Gao, Bing Ma, Shuang Chen, Jingqing Tian & Chen Zhao, Converting waste PET plastics into automobile fuels and antifreeze components, Nature Communications, 2022.
https://www.nature.com/articles/s41467-022-31078-w
