Ученые разработали дешевый способ селективной переработки ПЭТ-пластика

Один из самых узнаваемых и пригодных для вторичной переработки пластиков — ПЭТ, полиэтилентерефталат. Это пластиковые бутылки для воды, молочных продуктов и масла с обозначением «1» и точкой на дне. Жители нашей планеты используют ПЭТ регулярно и в больших количествах, в том числе при производстве одежды. При всей популярности эффективные методы его переработки еще не нашли.

Полиэфиры, из которых изготавливают бутылки и ткани, содержат множество «эфирных связей», образованных реакцией карбоновой кислоты и спирта. Если эти связи полностью разорвать, то полиэфир можно преобразовать обратно в исходные материалы и использовать вторично. Такой процесс потребует большого количества кислоты и щелочи и нагревания выше 300 градусов Цельсия.

Команда исследователей из Японии и Малайзии разработала новый метод деполимеризации ПЭТ с использованием этанола и дешевого доступного катализатора — хлорида железа (FeCl₃). Этот метод можно применять для селективной химической переработки чистого ПЭТ и смесовых материалов с его участием. Исследование опубликовано в журнале Industrial Chemistry & Materials.

Новый метод позволяет разорвать эфирные связи в ПЭТ проще и дешевле. Этанол и катализаторы на основе железа, FeCl₃ или FeBr₃, позволили с высокой селективностью (98–99%) разлагать именно ПЭТ-составляющую, а также получать диметилтерефталат и этиленгликоль при температуре всего 160-180 ºC. Хлорид железа продемонстрировал результаты, сопоставимые с более дорогими катализаторами на основе титана.

Особенно важно, что новый метод позволяет выборочно деполимеризовать именно ПЭТ из отходов, например текстиля, состоящего из смеси ПЭТ и хлопка. По завершении разложения пластика хлопковую составляющую можно легко извлечь из полученного раствора и отправить на узкоспециализированные линии переработки. Сочетание спирта и основанного на железе катализатора при относительно низких температурах также успешно справляется с деполимеризацией ПЭТ в смешанных пластиковых отходах, включая полиэтилен.

Этот подход представляет собой перспективное решение для достижения экономики замкнутого цикла, где отходы используют повторно, минимизируя воздействие на окружающую среду.