Разработан новый метод переработки ПЭТ-отходов

Новая технология позволяет переработать отходы пластика в пористые металлорганические каркасы для очистки воды и газов

Ученые Томского политехнического университета в составе международной коллаборации предложили способ получения пористых металлорганических каркасов для очистки воды и газов из отходов ПЭТ. Новая технология позволяет одновременно переработать пластик и получить полезные материалы. По расчетам ученых, полученные из таких компонентов материалы для очистки не уступают по свойствам коммерческим аналогам, но в 5-80 раз дешевле.

Пластик измельчили до фракции менее 1 мм и поместили в реакционную среду, в результате чего образовались 2-нитротерефталевая и 2-йодтерефталевая кислоты. Из них изготовили трехмерные молекулярные губки с множеством микроскопических пор, так называемые MOF-материалы (metal-organic frameworks — металлоорганические каркасы). Благодаря пористой структуре их можно применять для очистки воды и газов, разделения веществ и катализа.

Метод апробировали на пищевых контейнерах, бутылочном пластике, промышленных отходах, полиэстеровых тканях и смесях ПЭТ с полиэтиленом. Подобрав температуру, продолжительность реакции и количество реагентов, ученые получили высокий выход целевых соединений, из которых синтезировали MOF. По расчетам, стоимость нитросодержащих соединений снизилась в 5-7 раз, йодсодержащих - в 75-80 раз по сравнению с коммерческими аналогами. Полученные MOF сохранили кристалличность, микропористость и термостойкость на уровне коммерческих аналогов.

В будущем ученые планируют работать над масштабированием технологии и анализом всего технологического цикла - от сбора и измельчения отходов до получения и использования конечных MOF-материалов - для оценки экологического преимущества нового метода.

Ольга Гусельникова, научный сотрудник Международной научно-исследовательской лаборатории «Невалентные взаимодействия в химии материалов» ТПУ:
Обычно переработка и химические изменения образующейся терефталевой кислоты выполняются последовательно. Сначала полимер разрушают, затем выделяют и очищают промежуточный продукт и только после этого вводят в его структуру нужную функциональную группу. Мы объединили два этих действия в одном реакционном процессе. Это позволило сократить число операций, отказаться от выделения и очистки нескольких промежуточных соединений и уменьшить количество необходимого оборудования. А значит, удешевить технологию.

В исследовании участвовали ученые Томского политеха, Венского технического университета (Австрия), Университета Страны Басков (Испания) и Новосибирского института органической химии имени Н. Н. Ворожцова. Результаты работы ученых опубликованы в журнале Materials Horizons (Q1, IF: 11,4). Исследования были поддержаны Минобрнауки России.

News.tpu.ru.