www.chemnews.com.cn에서 폐폴리에스테르 플라스틱 재활용에 관한 새로운 연구 인용

최근 Jiangnan University의 Jingjing Cao 박사는 독일 연구원과 협력하여 저렴하고 지구에 풍부한 '불포화 배위 결함 산화아연 나노시트 촉매'를 성공적으로 개발하여 온화한 조건에서 폐 폴리에스터 플라스틱을 효율적이고 친환경적으로 재활용할 수 있는 새로운 솔루션을 제공했습니다.

관련 연구 결과는 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 게재됐다.

폴리에스테르 플라스틱은 연간 생산량이 엄청나지만 전통적인 화학 재활용 방법은 높은 에너지 소비, 장비 부식 및 폐수 처리 어려움과 같은 문제에 직면해 있습니다. 이번 연구에서 연구팀은 표면에 특수한 결함 구조를 갖는 산화아연 촉매를 설계했다. 그들은 표면 결함 부위가 물과 산소 분자를 우선적으로 흡착하고 활성화하는 매우 활동적인 '그래스퍼'처럼 작용하여 유기 용매나 강염기가 필요 없이 거의 중성에 가까운 수성 조건에서 폴리에스테르 결합을 정확하게 절단할 수 있는 '분자 메스'라고 생생하게 설명했습니다.

실험에 따르면 190°C의 공기 환경에서 촉매 시스템은 단 6시간 만에 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 완전히 해중합할 수 있으며 테레프탈산에 대한 선택도는 99%를 초과합니다. 또한, 촉매는 일반 생수병과 염료 및 기타 불순물이 함유된 폐섬유를 효율적으로 처리하고 테레프탈산 회수율을 98% 이상 유지하는 등 우수한 '기질 보편성'을 나타냈다.

이 기술은 기타 폴리에스터 폐기물의 선택성이 높은 모노머 회수에도 적용할 수 있습니다. 환경 친화성 측면에서 5회 연속 사이클 후에도 촉매는 안정적으로 유지되었으며, 반응 중에 유해한 아연 이온 침출이 검출되지 않아 2차 오염이 발생하지 않았습니다. 현재 연구팀은 40g 수준의 실험실 규모 실험을 완료해 폐플라스틱을 고순도 원료로 전환하고 재활용 PET로 재가공하는 데 성공했다.