“塑料垃圾”問題是全球面臨的重大社會課題之一。盡管日本的塑料回收利用率據說已達到86%,但其中大部分被用作燃料,而將其再次作為原料使用的化學回收僅占3%左右。
市售的PET瓶中使用的聚酯具有重復的“酯結構”,這種酯結構由兩端帶有羧酸的單體和兩端帶有醇的單體構成。如果能夠切斷這種酯結構,便可恢復為原料,但由于需要使用環境負荷較大的堿基和添加劑進行化學反應,所以化學回收未能得到廣泛推進。
由東京都立大學研究生院理學研究科的野村琴廣教授、東京農工大學工程學院的研究生安倍亮汰、該大學工程學院應用化學系的小峰伸之助教和平野雅文教授組成的研究團隊,基于以往在植物油的反式酯化分解和低分子化合物的酯催化裂解方面的研究結果,發現稀土元素“鑭”的絡合物對于分解聚丁二酸丁二醇酯(PBS)有效。他們在這項研究中,證實了在反應溫度為90℃、反應時間為4小時的情況下,不僅PBS可以被定量分解,而且市售的PET瓶也可以被完全分解成原料。
使用稀土元素鑭的絡合物作為催化劑,在甲醇中催化劑濃度為1 mol%,反應溫度為90℃,反應時間為4小時的情況下,PBS可以分解為聚酯原材料琥珀酸二甲酯和1,4-丁二醇。
今后,研究團隊將在著眼于社會應用的前提下,闡明催化活性物質,構筑更為低成本和更加溫和條件下的分解反應,挑戰創造出比分解前的塑料更有價值的化學物質。