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低能耗废塑料的催化降解及高值回收

成果类型:: 发明专利,新技术

发布时间: 2023-11-08 23:52:37

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 关晓 | 2023-11-08 23:52:38

建立了一种温和的光降解方案,通过协同的光催化机制,常温常压下实现了九种塑料的降解,其中包括五种塑料的混合降解,这为塑料垃圾处理提供了可持续性解决方案的科学模型。具体实现聚苯乙烯(PS),聚苯乙烯泡沫(EPS),高抗冲聚苯乙烯(HIPS),苯乙烯嵌段共聚物苯乙烯-丙烯腈(SAN)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)的成功解聚,得到苯甲酸;聚醚砜(PES)以25%的分离产率得到单体双酚S;聚碳酸酯(PC)经标准条件降解为双酚A单体(25%),双酚A二聚体(59%)以及部分寡聚物;以88%和77%的分离收率分别实现了聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)的降解,重结晶直接得到对苯二甲酸。公斤级真实PET瓶(未清洗、含水、色素、粘合剂、添加剂)能够在2天内以88%的产率完全降解为对二苯甲酸。

目前国内外在塑料化学降解领域的探索主要集中在热解(非催化热裂解)、蒸汽降解和催化裂解。催化裂解通常需要较高的温度和压力来促进塑料降解所需的活化能,而热解和蒸汽降解则在反应条件方面要求更高,此时化学回收的瓶颈问题就在能耗成本上。可见光作为不竭能源,便成了最理想的选择,利用光催化解决塑料问题将是科学的重要发展方向。(1)可见光照条件下,以低能耗形式通过单一金属催化机制以及多金属协同催化机制实现不同塑料的高效降解。(2)从分子层面分析塑料逐级降解过程,运用多种分析表征手段剖析塑料逐级降解的本质,并总结金属催化机制和各塑料结构之间的内在规律。(3)以简单温和的条件(兼容常温常压空气水、催化可持续循环)实现多种真实塑料的精准降解,以及多种塑料的归整降解。

本项目发展的塑料降解方法条件温和,常温常压且兼容水氧、催化可持续循环;可广泛实现海洋塑料垃圾,土壤塑料垃圾的降解及高附加值转化。

该项目负责人姜雪峰,华东师范大学二级教授,博导。国家杰出青年基金,国家优秀青年基金,国家万人计划,教育部青年长江学者。曾获2023年全国创新争先奖,上海市十大青年科技杰出贡献奖,2020年中美化学与化学生物学教授协会杰出教授奖,2019年中国均相催化青年奖,2019年亚洲联合化学会Rising Stars Lectureship Award,2018年IUPAC元素周期表青年科学家硫元素代言人。中国化学会有机化学学科委员会委员,中国化学会催化委员会均相催化专业委员会委员,中国化学会高级会员,英国皇家化学会士。已发表相关国际论文190篇,授权专利50余项;团队拥有40多位硕士和博士成员,具备丰富的专业知识体系和全面的技术支持。该团队经验丰富,分工明确。姜雪峰,二级教授,指导方向、统筹规划,项目负责人孟娇龙,博士,规划塑料降解,核心骨干成员吉 磊,硕士,科学模型探索,核心骨干成员贾一鑫,硕士,设备开发应用,核心骨干成员孙梦静,硕士,科学模型探索,核心骨干成员李成亮,硕士,工艺放大,核心骨干成员

塑料污染已成为仅次于气候变化的全球性环境污染的焦点问题,对全球可持续发展带来极大挑战。国家加快推进塑料废弃物规范回收利用和处置;开展重点区域塑料垃圾清理整治。本项目以真实塑料降解为基础,回收处理废弃塑料,其顺利实施对于全国乃至全世界范围内,建立低能耗降解塑料的国际引领地位、拉动相关产业发展都具有重要战略意义,本项目的实施有利于推动高校与科研院所之间的深度研究合作,有利于加强科研人员之间的深度学术交流,为培养一批具有前沿性、专业性的学者提供了良好的平台。

社会效益:1)实现对废弃塑料的回收再利用,从根本上减少塑料污染。2)将有利于推动高校与企业之间的研究合作,并促进产学研转化,为培养一批专业学者提供平台。3)该技术的商业化应用有望开辟新的市场和产业链,创造就业机会,推动产业的发展。

经济效益:1)该降解技术在常温下实现废弃塑料的降解,能够显著降低处理过程的能耗和成本。2)该塑料降解技术的应用有助于资源的循环利用,从而降低塑料原料的需求量,提高废弃塑料回收利用的效率,进一步推动资源的可持续利用。

1. 技术入股:我们欢迎有志于塑料降解领域的投资者或合作伙伴,可以选择通过技术入股的方式参与项目。技术入股将使得投资者成为项目的股东,共享项目的风险与收益。

2. 技术合作:我们愿意与相关企业或研究机构展开技术合作,共同研发和推广塑料降解技术。技术合作将包括共同研究、技术交流、共享实验设备等。

3. 资金需求:为了推动项目的顺利进行,我们需要资金支持。资金将主要用于技术研发、实验室设备购置、人才引进等方面。

4. 成果转化:我们希望通过技术入股或技术合作,推动塑料降解技术的商业化应用。我们的目标是开发出环保、高效、经济的塑料降解解决方案,为社会和环境做出贡献。

我们希望合作伙伴具有在相关领域的经验和资源,能够为项目的顺利推进提供支持。有较强的市场开拓能力,能够帮助将技术转化为市场竞争力。遵守相关的法律法规,共同维护项目的知识产权。具体的合作内容和条款可以根据双方的需求和实际情况进行进一步商讨和制定。