Китайские исследователи предложили новый способ переработки отходов из полиэтилентерефталата, из которого делают пластиковые бутылки, пищевые контейнеры и часть упаковочных материалов. Вместо простого измельчения или повторного использования пластика технология позволяет превращать его в более ценные химические продукты – молочную кислоту и 1,4-циклогександикарбоновую кислоту.
Метод разработан группой ученых Пекинского университета и описан в журнале Engineering. В основе лежит двухэтапный каталитический процесс с использованием метанола и коммерческого катализатора Ru/C. Важная особенность технологии – ей не требуется внешний источник водорода: он образуется внутри процесса и сразу используется на следующей стадии реакции.
Сначала ПЭТ разлагают в растворе гидроксида натрия и метанола. В результате образуется этиленгликоль, который затем участвует в получении молочной кислоты и водорода. Этот водород сразу применяется для преобразования другого компонента ПЭТ – терефталевой кислоты – в 1,4-циклогександикарбоновую кислоту. Такой замкнутый подход делает процесс более экономичным и потенциально более экологичным по сравнению с технологиями, где водород нужно подавать отдельно.
Практическая ценность разработки в том, что она ориентирована не только на лабораторно чистое сырье. Ученые проверили метод на разных видах реальных пластиковых отходов, включая бутылки, пищевые контейнеры, волокна и окрашенные материалы. Это важно, поскольку в реальной системе переработки пластик часто поступает загрязненным, смешанным или неоднородным по составу.
Молочная кислота востребована в пищевой, фармацевтической, косметической и химической промышленности. Кроме того, она используется при производстве полилактида – биоразлагаемого пластика, который применяют для упаковки, одноразовой посуды и медицинских материалов. Поэтому превращение отходов ПЭТ в молочную кислоту может стать интересным направлением для развития более устойчивой упаковочной отрасли.
Вторая получаемая кислота также имеет промышленную ценность. Она может использоваться в производстве полимеров и специальных материалов, что повышает экономическую привлекательность переработки. Иными словами, речь идет не просто об утилизации мусора, а о создании новой сырьевой цепочки, где отходы становятся источником ценных химических компонентов.
Для аграрной и пищевой отрасли такая технология особенно актуальна из-за огромного объема пластиковой упаковки. Напитки, молочная продукция, растительные масла, соусы, готовая еда и контейнеры для хранения создают постоянный поток ПЭТ-отходов. Если подобные методы удастся масштабировать, переработка упаковки сможет стать более выгодной и снизить нагрузку на полигоны.
Пока технология остается научной разработкой и требует дальнейшей промышленной проверки. Среди ограничений ученые отмечают постепенное снижение активности катализатора при повторном использовании. Это связано с изменениями структуры частиц рутения и частичным вымыванием металла во время реакции.
Тем не менее работа показывает перспективное направление для экономики замкнутого цикла. Вместо того чтобы рассматривать пластиковые бутылки как трудноразлагаемый мусор, их можно использовать как сырье для производства востребованных химических веществ. Для пищевой промышленности, сельского хозяйства и городских систем обращения с отходами такие решения могут стать важной частью будущей экологической модернизации.
