Ein Forschungsteam um Guoliang Liu von der Virginia Tech University stellte im Fachmagazin „PNAS“ vor, wie über einen Kaskadenabbau Polystyrolabfällen zu hochwertigen Chemikalien upgecycelt werden können.
Die Forscher wollen mit ihrer Idee die geringe Rentabilität von vorhandenen Recyclingverfahren lösen. Bestehende Upcycling-Methoden würden unter energieintensiven Bedingungen arbeiten und Edelmetallkatalysatoren verwenden, produzierten jedoch Oligomere, Monomere und gängige Aromaten mit geringem Wert.
In diesem Projekt wurden Polystyrol-Abfälle zunächst mit ultraviolettem (UV) Licht zu Aromaten abgebaut und dann das Zwischenprodukt zu Diphenylmethan gewandelt. Kostengünstiges AlCl3 katalysiert sowohl Abbau- als auch Upcyclingreaktionen bei Umgebungstemperaturen unter atmosphärischem Druck. Die abgebauten Zwischenprodukte sollen als Lösungsmittel für die Verarbeitung der festen Kunststoffabfälle dienen und bildeten einen autarken Kreislauf. Der Low-Value-Input- und High-Value-Output-Ansatz soll damit wesentlich nachhaltiger und wirtschaftlicher als herkömmliche thermische Verfahren sein, die unter Hochtemperatur- und Hochdruckbedingungen arbeiten und Edelmetallkatalysatoren verwenden, aber geringwertige Oligomere produzieren, Monomere und übliche Aromaten. Das Verfahren sei widerstandsfähig gegenüber Verunreinigungen aus Kunststoffabfallströmen.
Die Forscher haben das Upcycling mit Hilfe von zugeführtem Dichlormethan zu Diphenylmethan im 1-kg-Labormaßstab getestet. Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit sollen gegeben sein. In der Tat wird Diphenylmethan hochwertig eingesetzt in der Elektrotechnik, als schwerflüchtiges Lösungsmittel für chemische Synthesen, in der Geruchststoffindustrie und als Farbträger beim Bedrucken mit Dispersionsfarbstoffen allerdings wohl nur in geringen Mengen. Nach Aussage der Forscher kann di Methode zum Upcycling anderer Kunststoffarten angepasst.
https://www.pnas.org/doi/abs/10.1073/pnas.2203346119
https://doi.org/10.1073/pnas.2203346119
Xu Z, Pan F, Sun M, Xu J, Munyaneza NE, Croft ZL, Cai GG, Liu G. Cascade degradation and upcycling of polystyrene waste to high-value chemicals. Proc Natl Acad Sci U S A. 2022 Aug 23;119(34):e2203346119. doi: 10.1073/pnas.2203346119. Epub 2022 Aug 15. PMID: 35969757.
AK
24.08.22
