ポリエチレンテレフタレートの触媒解重合のための欠陥豊富な ZnO における分子状酸素支援

ポリエチレン テレフタレート (PET) は、最も多く生産されているポリエステル プラスチックです。その廃棄物は環境と生態系に破壊的な影響を与えます。今回我々は、欠陥の多い ZnO 中で分子酸素 (O2) を利用して、PET を触媒的に解重合してビス(2-ヒドロキシエチル) テレフタレート (BHET) を生成することを報告します。空気中での PET 変換率、BHET 収率、および空時収率は、窒素中よりもそれぞれ 3.5 倍、10.6 倍、10.6 倍高くなります。構造特性評価と DFT 計算の結果を組み合わせると、欠陥の多い ZnO ナノシートの (100) ファセットが活性酸素種 (∗O2-) と Zn 欠陥の形成を促進し、エステル結合の PET 切断を促進し、したがって、解重合処理が完了します。このアプローチは、分子支援欠陥工学による PET 解重合の持続可能なルートを示しています。

Polyethylene terephthalate (PET) is the most produced polyester plastic; its waste has a disruptive impact on the environment and ecosystem. Here, we report a catalytic depolymerization of PET into bis(2-hydroxyethyl) terephthalate (BHET) using molecule oxygen (O2)-assisted in defect-rich ZnO. At air, the PET conversion rate, the BHET yield, and the space-time yield are 3.5, 10.6, and 10.6 times higher than those in nitrogen, respectively. Combining structural characterization with the results of DFT calculations, we conclude that the (100) facet of defect-rich ZnO nanosheets conducive to the formation of reactive oxygen species (∗O2-) and Zn defect, promotes the PET breakage of the ester bond and thus complete the depolymerization processed. This approach demonstrates a sustainable route for PET depolymerization by molecule-assisted defect engineering.