【韩国】用尽的PET瓶,通过光热回收制成化学原料

要点
- UNIST与POSTECH团队开发光热回收技术,在50℃下将PET转化为对苯二甲酸和乙烯。
- 实验显示24小时内PET粉末转化率为73.2%,对苯二甲酸收率69.4%,乙烯收率39.1%。
- 针对透明PET瓶和黑色食品容器,对苯二甲酸收率分别达到91.4%和90.8%。
- 该技术使用含钴碳纳米材料多孔硅颗粒作催化剂,无需高温高压及有机溶剂。
利用光和热将废弃PET瓶分解,转化为固体和气体状态的化工原料的技术已经问世。
4日,蔚山科学技术院(UNIST)表示,其能源化学工程系柳正基教授团队与浦项工科大学(POSTECH)朴秀珍教授团队共同开发了一项将PET转化为固体对苯二甲酸和气体乙烯的化学回收技术。
对苯二甲酸为固体形态,可直接过滤分离;乙烯以气体形式产生,可与固体分别收集。对苯二甲酸可作为重新生产PET的原料,乙烯则用作各类化学产品的基础原料。
该技术的具体操作是将废弃PET粉末与催化剂置于稀硫酸溶液中,在模拟日光的一个人工光源照射下,加热至50摄氏度。
所使用的催化剂为表面涂覆含钴碳纳米材料的多孔硅颗粒。
研究团队通过实验,调查了利用该技术生产对苯二甲酸和乙烯的收率。收率是指实际产出量相对于理论上可获得的各物质最大量的比例。
实验结果显示,在24小时内,PET粉末的转化率为73.2%。对苯二甲酸和乙烯的收率分别为69.4%和39.1%。对于日常生活中使用的透明PET瓶和黑色食品容器,对苯二甲酸的收率分别达到91.4%和90.8%。
以往,将废弃PET转化为化工原料通常需要高温、高压及有机溶剂,导致成本高昂。
此外,当生成的原料共同溶解于溶液中时,对其进行分离和提纯也会产生额外费用。

相比之下,研究团队开发的技术可以在相对较低的温度下实现,且无需进行化学预处理。不过,仍需对混在对苯二甲酸中的未反应PET等杂质进行提纯处理。此外,还需将乙烯与同时产生的氢气分离。
柳正基教授表示:“PET是回收率最高的塑料之一,但将其分解并转化为化工原料的化学回收工艺成本较高,商业化进程仍然缓慢。本次技术通过简化原料生产和回收流程,有助于降低成本。”
他补充道:“要实现商业化,必须扩大处理规模以验证生产效率,并确保包含额外提纯成本在内的整体工艺经济性。”
这项研究得到了韩国科学技术信息通信部、韩国研究基金会以及区域创新先导研究中心的支持,相关成果已于9月30日前发表在国际化学工程领域学术期刊《化学工程杂志》(Chemical Engineering Journal)上。
编辑观点
该低温光热回收技术突破了传统化学回收的高能耗瓶颈,显著降低了PET化学循环的初始成本门槛。后续需重点验证规模化生产中的杂质提纯效率及乙烯与氢气分离的经济性,以确认其商业化可行性。
常见问题
UNIST团队的光热回收技术能把PET变成什么原料?
该技术将废弃PET转化为固体对苯二甲酸和气体乙烯。对苯二甲酸可直接过滤分离用于重制PET,乙烯作为基础原料用于各类化学产品,两者均可通过物理状态差异分别收集。
处理透明PET瓶时,对苯二甲酸的收率具体是多少?
针对日常生活中使用的透明PET瓶,对苯二甲酸的收率达到91.4%。实验数据显示,在24小时内PET粉末转化率为73.2%,黑色食品容器的对苯二甲酸收率为90.8%。
相比传统化学回收,这项新技术在成本上有什么优势?
传统工艺需高温高压及有机溶剂导致成本高昂,而新技术在50摄氏度低温下运行且无需化学预处理。虽然仍需提纯未反应PET杂质及分离乙烯与氢气,但整体流程简化有助于降低原料生产和回收成本。