방법은 플라스틱 병을 구성 부품으로 효율적으로 분해합니다.

방법은 플라스틱 병을 구성 부품으로 효율적으로 분해합니다. 연구원들은 플라스틱을 분해하기 위해 금속-유기 프레임워크의 사용을 최초로 시연했습니다. 날짜: 2022년 4월 12일 원천: 노스웨스턴 대학교 요약: 연구팀은 금속유기골격체(metal-organic framework, MOF)라는 물질이 폴리에스터 기반 플라스틱을 구성 부품으로 분해하는 안정적이고 선택적인 촉매임을 입증했다. 플라스틱, 수소 및 촉매의 세 가지만 있으면 됩니다. 중요한 보너스는 플라스틱을 분해하는 구성 요소 중 하나가 플라스틱 생산에 사용되는 화학 물질인 테레프탈산이라는 것입니다. 플라스틱 병의 수명 주기가 원형이라면? 사용한 플라스틱 병을 원래의 구성 요소로 되돌려 매립하는 대신 새 플라스틱 병으로 만들 준비가 된 곳. 노스웨스턴 대학 연구팀은 금속-유기 골격(metal-organic framework, MOF)이라는 물질이 폴리에스터 기반 플라스틱을 구성 부품으로 분해하기 위한 안정적이고 선택적인 촉매임을 최초로 입증했다. 플라스틱, 수소 및 촉매의 세 가지만 있으면 됩니다. 중요한 보너스는 플라스틱을 분해하는 구성 요소 중 하나가 플라스틱 생산에 사용되는 화학 물질인 테레프탈산이라는 것입니다. Northwestern 방법을 사용하면 석유와 비싸고 에너지 집약적인 자일렌 생산 및 분리로 다시 돌아갈 필요가 없습니다. Weinberg College of Arts and Sciences의 화학 교수인 Omar Farha는 "플라스틱 병을 만들 때 처음부터 시작하는 것보다 훨씬 더 잘할 수 있습니다."라고 말했습니다. 그는 연구의 교신저자입니다. "우리 프로세스가 훨씬 깨끗합니다." 이 연구는 최근 Angewandte Chemie 저널에 발표되었습니다. 연구원들은 만들기 쉽고 확장 가능하며 저렴하기 때문에 UiO-66이라는 지르코늄 기반 MOF를 선택했습니다. 연구의 첫 번째 저자이자 Farha 그룹의 방문 대학원생인 Yufang Wu는 가장 편리한 플라스틱을 사용했습니다. 바로 실험실 동료들이 버린 플라스틱 물병이었습니다. 그녀는 그것들을 잘게 자르고 플라스틱을 가열하고 촉매를 적용했습니다. "MOF는 우리가 예상했던 것보다 훨씬 더 나은 성능을 보였습니다."라고 Farha가 말했습니다. "우리는 촉매가 매우 선택적이고 견고하다는 것을 발견했습니다. 플라스틱 병의 색상이나 다른 플라스틱 병 뚜껑은 촉매의 효율성에 영향을 미치지 않았습니다. 그리고 이 방법은 유기 용매를 필요로 하지 않는다는 장점이 있습니다. ." 이전에 신경 작용제에 사용된 MOF 나노 크기의 재료인 MOF는 고도로 정렬된 구조로 인해 널리 연구되었습니다. Farha는 10년 이상 MOF를 연구했으며 이전에 MOF가 독성 신경 작용제를 파괴하는 데 사용될 수 있음을 보여주었습니다. 현재 연구에서 Farha는 MOF가 거의 동일한 방식으로 작용한다고 말했습니다. 즉, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 분해하기 위해 에스테르 결합을 깨뜨리는 것입니다. 이 플라스틱은 전 세계적으로 가장 인기 있는 소비자 플라스틱 중 하나입니다. "우리는 수년간 신경 작용제를 분해하기 위해 지르코늄 MOF를 사용해 왔습니다."라고 Farha가 말했습니다. "그 다음 팀은 반응과 메커니즘이 다르더라도 이러한 MOF가 플라스틱을 분해할 수 있는지 궁금해했습니다. 그 호기심이 우리의 최근 발견으로 이어졌습니다." Farha는 "이 연구는 플라스틱 폐기물과 관련된 오랜 문제를 해결하는 데 도움이 되고 MOF의 새로운 영역과 응용 분야를 개척합니다."라고 말했습니다. MOF에 대한 추가 정보 MOF는 유기 분자와 금속 이온 또는 클러스터로 구성되어 자가 조립되어 다차원의 고결정성 다공성 프레임워크를 형성합니다. MOF의 구조를 묘사하기 위해 금속 이온 또는 클러스터가 원형 또는 정사각형 노드이고 유기 분자가 노드를 함께 고정하는 막대인 Tinkertoys 세트를 상상한다고 Farha는 말했습니다. 만들기 쉽고 확장 가능하며 저렴할 뿐만 아니라 UiO-66의 또 다른 장점은 MOF의 유기 링커인 테레프탈산(TA)이 플라스틱을 분해할 때 얻을 수 있다는 것입니다. 구조적 특성화 연구에 따르면 분해 과정에서 UiO-66은 MIL-140A라는 또 다른 지르코늄 기반 MOF로 흥미로운 변형을 겪는 것으로 나타났습니다. 이 MOF는 또한 PET 분해에 대해 큰 촉매 활성을 보였다.