利用廉價催化劑將廢聚苯乙烯轉化為甲酸、苯甲酸研究

近期英國和美國研究團隊利用光、低廉的催化劑將聚苯乙烯分解成甲酸、苯甲酸等化學品，具有工藝簡單且成本低等特點，相關研究成果發表于《美國化學會志》。

聚苯乙烯是一種難以回收的聚合物。將其化學分解成更有價值的產品具有經濟性，但目前化學回收一直是能源密集型且成本較高的方法。

英國利物浦大學研究團隊使用酸作為催化劑，利用藍紫光裂解聚苯乙烯中的強C—C鍵和C—H鍵。相比而言，傳統化學裂解聚苯乙烯鍵的方法通常比較復雜，需要利用苛刻的化學物質和高溫，并產生多種難以分離的產物，經濟性較低。

該研究顯示酸比以往報道的金屬催化劑能更好裂解聚苯乙烯中的化學鍵。當用高倍藍紫光發光二極管(LED)照射時，酸和聚苯乙烯發生反應，形成活性氧，然后引發連鎖反應，破壞聚苯乙烯的強化學鍵，甲酸和苯甲酸產物易于從反應混合物中分離。

美國康奈爾大學研究團隊使用白光觸發氯化鐵催化劑裂解聚苯乙烯的化學鍵。氯自由基可以破壞強C—H鍵，在白光照射和富氧空氣作用下，C—H鍵斷裂，產生過氧自由基，而過氧自由基又會分解C—C鍵，使聚合物降解，生成苯甲酸。

雖然兩種技術相似，但都具有各自特點。酸催化的苯甲酸收率約50%，副產甲酸產率更高；鐵催化劑的苯甲酸收率為23%。然而，酸性催化劑的價格是氯化鐵的兩倍，同時使用白光可降低成本、減少能源消耗。

美國北卡羅來納大學研究者表示，兩種技術的缺點是使用光，比使用熱的工藝更難規模化。但利用廉價和資源豐富的催化劑，將聚苯乙烯廢塑料轉化為甲酸、苯甲酸等有價值產品是該類技術的重要進步。