問題のあるプラスチックは、新しい技術によって埋め立て地から転用され、燃料源に変換される可能性があります。 Problem plastics could be diverted from landfills and converted into fuel sources with new technology
2022-08-22 アメリカ・パシフィック・ノースウェスト国立研究所(PNNL)
この新しい方法は、プラスチックをより効率的に価値のある汎用化学品に変換するもので、「アップサイクル」と呼ばれるプロセスです。さらに、他の方法と比較して、副産物として望ましくない温室効果ガスであるメタンの発生が非常に少なくなっている。
貴金属であるルテニウムの量を減らすことで、ポリマーのアップサイクル効率と選択性が実際に向上することを発見した。
研究チームは、『ACS Catalysis』誌に掲載された最近の研究で、支持構造に対する金属の比率が低いために、構造が粒子の整然とした配列から原子の無秩序な筏へと移行したときに、効率が向上することを明らかにした。
研究チームは、分子レベルで無秩序化への移行を観察し、確立された理論を用いて、この実験作業では単一原子の方が実際に効果的な触媒であることを明らかにした。
化学的に修飾された酸化チタンが、ポリプロピレンのアップサイクルにおいて、より効果的で選択的な経路を可能にすることを発見した。
＜関連情報＞
- https://www.pnnl.gov/news-media/plastic-upcycling-waste-fuel-less
- https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.2c00684
CeO2上のサブナノメータRu無秩序構造体は、水素化分解による高分子アップサイクルにおいて高効率かつ選択的な触媒となる Disordered, Sub-Nanometer Ru Structures on CeO2 are Highly Efficient and Selective Catalysts in Polymer Upcycling by Hydrogenolysis
Linxiao Chen, Laura C. Meyer, Libor Kovarik, Debora Meira, Xavier I. Pereira-Hernandez, Honghong Shi, Konstantin Khivantsev, Oliver Y. Gutiérrez, and János Szanyi
ACS Catalysis Published:April 5, 2022
DOI:https://doi.org/10.1021/acscatal.2c00684
Abstract
Nondegradable polyolefin plastics pose severe environmental threats and thus demand efficient upcycling technologies. In this work, we discovered that low-loading (≤0.25 wt %) Ru/CeO2 exhibits remarkable catalytic performance in the hydrogenolysis of polypropylene (PP), polyethylene (PE), and n-C16H34 that is superior to high-loading (≥0.5 wt %) Ru/CeO2. They possess high PP conversion efficiency (sevenfold increase over current literature reports), low selectivity toward undesired CH4, and good isomerization ability. In the low-loading range, the intrinsic activity of Ru in PP hydrogenolysis increases as the particle size decreases, opposite of the trend in the high-loading range. Detailed characterization revealed that the abrupt changes in catalytic behaviors coincide with Ru species transitioning from well-defined to highly disordered structures in the low-loading domain. The disordered Ru species were shown to be sub-nanometer in size and cationic. Mechanistically, the regioselectivity and the rate dependence on hydrogen pressure of C–C bond cleavage are different on low- and high-loading Ru/CeO2, both explained by the higher coverage of adsorbed hydrogen (*H) on low-loading Ru/CeO2. This work reveals the remarkable catalytic performance of highly disordered, sub-nanometer, cationic Ru species in polyolefin hydrogenolysis, opening immense opportunities to develop effective, selective, and versatile catalysts for plastic upcycling.
