Im Kontext der Kreislaufwirtschaft für Materialien wurde eine Reihe hocheffizienter Katalysatoren auf Basis von nanoskaligem TiO₂ mit einstellbaren Sauerstoffvakanzen entwickelt, die eine grüne Synthese von bio-basiertem Poly(2,5-furandicarbonsäurediethylenglykol) (PEF) und dessen ortsnahe geschlossene Kreislauf-Rückgewinnung ermöglichen. Durch die präzise Steuerung der Sauerstoffvakanzendichte an der Oberfläche des TiO₂-Katalysators wurde die katalytische Aktivität für die Polymerisationsreaktion von 2,5-Furandicarbonsäure (FDCA) und Ethylenglykol deutlich erhöht, wobei erfolgreich PEF mit hoher Viskosität hergestellt wurde ([η]= 0.728 dL/g). Dieses Katalyse-System kann innovativ die Depolymerisation von PEF unter milden Bedingungen direkt antreiben, ohne dass zusätzliche Katalysatoren erforderlich sind, um eine vollständige Depolymerisation zu erreichen. Die Depolymerisationsprodukte können direkt für die Repolymerisation verwendet werden, wobei das recycelte PEF (rPEF, [η]=0.864 dL/g) eine Leistung aufweist, die mit dem Originalmaterial vergleichbar ist. Der vollständige Zyklus „Polymerisation — Depolymerisation — Repolymerisation“ überwindet die Energie- und Kostenbarrieren der herkömmlichen Polyester-Recyclingverfahren und basiert auf einem dynamischen Regulationsmechanismus der katalytisch aktiven Zentren durch Sauerstoffvakanzen, der eine effektive Strategie mit atomarer Ökonomie und technischer Machbarkeit für die nachhaltige Produktion und das Recycling von bio-basierten Polyestern bietet.

Bio-basierte Polyester;Katalysatoren für Poly(2,5-furandicarbonsäurediethylenglykol);Sauerstoffvakanzen in nanoskaligem Titandioxid;geschlossene Kreislauf-Rückgewinnung