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研究人员通过实验数据和计算提出了创新的响应机制

盖世汽车    2022-12-22 17:18   阅读量:10313   

尼龙—6是一种坚韧的,不可生物降解的塑料,不能用传统方法回收据国外媒体报道,美国研究人员开发了一种新的尼龙—6回收方法,利用易得的三酰胺镧催化剂,在无溶剂的条件下,高选择性,几乎定量地解聚尼龙—6,从而在合适的温度下回收单体—ε—己内酰胺从聚合物的一端依次取出单体,就像从珍珠链中取出珍珠一样

在汽车制造,包装,基础设施,纺织和渔业领域,尼龙织物是许多应用中的优选材料它具有优异的性能,如弹性,耐化学性,高拉伸强度和高耐磨性,但它也影响材料的生物降解性例如,废旧尼龙渔网约占海洋塑料垃圾的10%

工业上,ε—己内酰胺开环聚合可制得不同的尼龙6材料,年产量约500万吨因此,产生了大量的废物,造成了严重的环境影响此外,尼龙—6生产的碳排放量也很大这种ε—己内酰胺单体由化石基原料通过高成本的多步工艺制成回收它可以节约资源和能源,降低生产成本

虽然其他一些塑料的回收进程在慢慢加快,但是尼龙—6的回收难度很大不可能融化成新的形态,因为高温下会部分分解,燃烧它来产生能量也是不可行的,因为它会形成有毒的化合物,如氢氰酸,以前的化学回收方法被证明过于复杂和低效,或者需要使用有问题的化学物质

由西北大学和国家可再生能源实验室的研究人员Yosi Kratish和Tobin J. Marks领导的团队开发了一种新的高效催化工艺,可用于回收尼龙—6。

该方法可将尼龙6解聚为ε—己内酰胺,选择性大于95%,收率大于90%同时,不需要使用溶剂或有毒化学品,只需要相对温和的温度环境聚乙烯,聚丙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯的混合物不会造成干扰

该团队的成功得益于一种基于商用稀土金属三酰胺络合物的催化剂镧配合物显示了最高的催化活性研究人员通过实验数据和计算提出了创新的响应机制在第一步中,从末端酰胺的N—H键上除去氢离子,催化剂与聚合物共价结合随后,在回咬的过程中,ε—己内酰胺单元从链的末端一个个分离出来


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