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

Lu Li ,  

Chun-liang Liu ,  

Guan-nan Zhou ,  

Lei Song ,  

Yun-long Sun ,  

Rui Wang ,  

Yan-ming Hu ,  

摘要

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

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