Катализ на основе наночастиц TiO2 с кислородными вакансиями для синтеза биоосновного поли(2,5-фурандикарбоната этиленгликоля) и его локальной замкнутой утилизации
В контексте экономики замкнутого цикла материалов разработана серия эффективных катализаторов на основе наночастиц TiO2 с регулируемыми кислородными вакансими, обеспечивающих зеленый синтез биоосновного поли(2,5-фурандикарбоната этиленгликоля) (PEF) и его локальный замкнутый цикл утилизации. Точное управление плотностью кислородных вакансий на поверхности катализатора TiO2 значительно повысило каталитическую активность в реакции полимеризации 2,5-фурандикарбоновой кислоты (FDCA) и этиленгликоля, успешно получен PEF с высокой вязкостью ([η]= 0.728 dL/g). Данная каталитическая система инновационно обеспечивает деполимеризацию PEF при мягких условиях без дополнительного введения катализатора, позволяя полностью разложить полимер. Продукты деполимеризации могут быть напрямую использованы для повторной полимеризации, а полученный регенерированный PEF (rPEF, [η]=0.864 dL/g) демонстрирует свойства, сопоставимые с исходным материалом. Полный цикл «полимеризация — деполимеризация — повторная полимеризация» преодолевает энергетические и экономические барьеры традиционного рециклинга полиэфиров, в основе которого лежит динамическое регулирование катализаторных активных центров за счет кислородных вакансий, предоставляя эффективную стратегию с точки зрения атомной экономики и технологической осуществимости для устойчивого производства и утилизации биоосновных полиэфиров.
关键词
биоосновные полиэфиры;катализаторы поли(2,5-фурандикарбоната этиленгликоля);оксидные вакансии наночастиц двуокиси титана;замкнутый цикл утилизации