Síntese catalítica do poli(2,5-furandicarboxilato de etileno glicol) biossintético e sua reciclagem in situ em circuito fechado mediada por TiO2 nanoestruturado com vacâncias de oxigênio
No contexto da economia circular de materiais, foi desenvolvida uma série de catalisadores eficientes baseados em TiO2 nanoestruturado com vacâncias de oxigênio ajustáveis para realizar a síntese verde do poli(2,5-furandicarboxilato de etileno glicol) (PEF) biossintético e sua reciclagem in situ em circuito fechado. Por meio do controle preciso da densidade das vacâncias de oxigênio na superfície do catalisador TiO2, a atividade catalítica na reação de polimerização de ácido 2,5-furandicarboxílico (FDCA) com etileno glicol foi significativamente aprimorada, sendo possível preparar com sucesso PEF de alta viscosidade intrínseca ([η]= 0.728 dL/g). Este sistema catalítico inovador pode promover a despolimerização direta do PEF sob condições amenas, sem necessidade de adição de catalisadores adicionais, alcançando uma despolimerização completa. Os produtos da despolimerização podem ser utilizados diretamente para a repolimerização, e o PEF regenerado (rPEF, [η]=0.864 dL/g) apresenta desempenho comparável ao material original. O processo de ciclo completo "polimerização — despolimerização — repolimerização" supera os gargalos energéticos e de custo da reciclagem tradicional de poliésteres, tendo seu núcleo no mecanismo dinâmico de regulação dos sítios ativos catalíticos pelas vacâncias de oxigênio, oferecendo uma estratégia eficaz que combina economia atômica e viabilidade tecnológica para enfrentar os desafios da produção sustentável e do uso circular de poliésteres biossintéticos.
关键词
Poliéster biossintético; Catalisador de poli(2,5-furandicarboxilato de etileno glicol); Vacâncias de oxigênio em TiO2 nanoestruturado; Reciclagem em circuito fechado