Récemment, le Dr Jingjing Cao de l'Université de Jiangnan, en collaboration avec des chercheurs allemands, a développé avec succès un « catalyseur de nanofeuilles d'oxyde de zinc à défaut de coordination insaturé » peu coûteux et abondant sur terre, offrant une nouvelle solution pour le recyclage efficace et écologique des déchets plastiques polyester dans des conditions douces.
Les résultats de la recherche connexe ont été publiés dans Nature Communications.
Les plastiques polyester ont une production annuelle énorme, mais les méthodes traditionnelles de recyclage chimique sont confrontées à des problèmes tels qu'une consommation d'énergie élevée, la corrosion des équipements et des difficultés de traitement des eaux usées. Dans cette étude, l’équipe a conçu un catalyseur à base d’oxyde de zinc présentant des structures de défauts spéciales à sa surface. Ils l'ont décrit de manière vivante comme un « scalpel moléculaire », avec des sites de défauts de surface agissant comme des « préhenseurs » hautement actifs qui adsorbent et activent préférentiellement les molécules d'eau et d'oxygène, permettant un clivage précis des liaisons polyester dans des conditions aqueuses presque neutres sans avoir besoin de solvants organiques ou de bases fortes.
Des expériences ont montré que dans un environnement atmosphérique à 190°C, le système catalytique pouvait dépolymériser complètement le polyéthylène téréphtalate (PET) en seulement six heures, avec une sélectivité en acide téréphtalique supérieure à 99 %. De plus, le catalyseur présentait une excellente « universalité du substrat », traitant efficacement à la fois les bouteilles d'eau minérale ordinaires et les déchets textiles contenant des colorants et d'autres impuretés, maintenant des taux de récupération de l'acide téréphtalique supérieurs à 98 %.
La technologie s'applique également à la récupération hautement sélective des monomères d'autres déchets de polyester. En termes de respect de l'environnement, le catalyseur est resté stable après cinq cycles continus et aucune lixiviation nocive des ions zinc n'a été détectée au cours de la réaction, évitant ainsi une pollution secondaire. Actuellement, l’équipe de recherche a réalisé des expériences à l’échelle du laboratoire au niveau de 40 grammes, convertissant avec succès les déchets plastiques en matières premières de haute pureté et les retraiteant en PET recyclé.
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