Síntesis catalítica de poli(2,5-furandicarboxilato de etilenglicol) de base biológica usando nano TiO2 con vacantes de oxígeno y reciclaje en circuito cerrado in situ

Lu Li ,  

Chun-liang Liu ,  

Guan-nan Zhou ,  

Lei Song ,  

Yun-long Sun ,  

Rui Wang ,  

Yan-ming Hu ,  

摘要

En el contexto de una economía circular de materiales, se desarrolló una serie de catalizadores eficientes basados en nano TiO2 con vacantes de oxígeno ajustables, logrando la síntesis verde de poli(2,5-furandicarboxilato de etilenglicol) (PEF) de base biológica y su reciclaje en circuito cerrado in situ. Mediante el control preciso de la densidad de vacantes de oxígeno en la superficie del catalizador TiO2, se mejoró significativamente la actividad catalítica de la reacción de polimerización del ácido 2,5-furandicarboxílico (FDCA) y etilenglicol, logrando preparar PEF con alta viscosidad ([η]= 0.728 dL/g). Este sistema catalítico puede innovadoramente impulsar la despolimerización directa del PEF en condiciones suaves sin necesidad de añadir catalizador adicional para una despolimerización completa. Los productos de despolimerización pueden utilizarse directamente para la repolimerización, y el PEF regenerado (rPEF, [η]=0.864 dL/g) presenta un rendimiento comparable al material original. El proceso de ciclo completo “polimerización — despolimerización — repolimerización” supera las limitaciones energéticas y de costos de la recuperación tradicional de poliésteres, basado en un mecanismo de regulación dinámica de los sitios activos catalíticos mediante vacantes de oxígeno, proporcionando una estrategia eficaz que combina economía atómica y viabilidad técnica para la producción sostenible y el reciclaje de poliésteres de base biológica.

关键词

poliésteres de base biológica;catalizadores de poli(2,5-furandicarboxilato de etilenglicol);vacantes de oxígeno en nano dióxido de titanio;reciclaje en circuito cerrado

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