Przejdź do głównej treści

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Aktualności

Nawigacja okruszkowa Nawigacja okruszkowa

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Zeolity embrionalne jako katalizatory rozkładu polipropylenu

W czasopiśmie Applied Catalysis B: Environmental opublikowany został oryginalny artykuł naukowy, którego autorami są członkowie Grupy Chemii Zeolitów: mgr Gabriela Jajko, dr Kamila Pyra, dr Karolina Tarach oraz prof. dr hab. Kinga Góra-Marek. Współautorami pracy są naukowcy z Uniwersytetu w Normandii (Laboratoire Catalyse & Spectrochimie, Caen): dr Mariame Akouche oraz profesorowie Valentin Valtchev oraz Jean-Pierre Gilson. W artykule zatytułowanym Polypropylene cracking on embryonic and ZSM-5 catalysts – An operando study wykazano złożoność procesu krakingu łańcucha modelowej poliolefiny, tj. czystego polipropylenu w obecności katalizatorów zeolitowych o zróżnicowanej hierarchii porów: w zeolitach embrionalnych, typowo mikroporowatych oraz mikro/mezoporowatych. Zeolity embrionalne to ultramałe (3-5 nm) rentgenowsko amorficzne jednostki, prekursory kryształów zeolitów.

Polipropylen oraz polietylen to najpowszechniejsze typy poliolefin, których udział w rynku w 2022 r. to blisko 300 mld USD. Polimery te odpowiadają za ponad 2/3 rocznej produkcji tworzyw sztucznych. Jak dotąd nieefektywna zbiórka tych i wszystkich nieulegających biodegradacji tworzyw sztucznych generuje niezrównoważoną ilość odpadów. Obecnie tylko 16% wszystkich odpadów plastikowych jest ponownie wykorzystywanych do produkcji nowych tworzyw sztucznych, a mniej niż 1% jest ponownie przetwarzany chemicznie w celu uzyskania oryginalnych elementów budulcowych, czyli wykorzystywanych w ramach prawdziwej gospodarki o obiegu zamkniętym. W efekcie duża część tworzyw sztucznych jest składowana na wysypiskach, poddawana recyklingowi mechanicznemu albo spalana. W tym kontekście kataliza ma do odegrania ważną rolę w rozwiązaniu tego wyzwania środowiskowego i społecznego. Jako katalizatory procesu krakingu tworzyw sztucznych na szczególną uwagę zasługują zeolity. Recykling chemiczny poliolefin prowadzi do powstania szerokiej gamy węglowodorów wymagających dalszego przetwarzania w celu spełnienia wymagań paliw transportowych lub wysokowartościowych (petro)chemikaliów. Badania zaprezentowane w pracy udowodniły, że łatwo dostępne centra kwasowe w zeolicie embrionalnym są wymagane do rozpoczęcia wstępnego krakingu łańcuchów polimeru, podczas gdy protony zamknięte w mikroporach precyzyjnie sterują wydajnością reakcji prowadzących do pożądanych wysoce rozgałęzionych produktów parafinowych. Metodologia wykorzystana w pracy rzuca światło na chemię procesu, w tym na regenerację katalizatora. Badania operando FT-IR można bowiem wykorzystać na dwóch poziomach: do zrozumienia podstaw skomplikowanych interakcji katalizatora z reagentami/produktami podczas reakcji oraz optymalizacji właściwości katalizatora w celu wygenerowania jego pożądanej aktywności oraz selektywności. Artykuł dostępny jest w formacie open accessKoszty opublikowania w formule otwartego formatu zostały sfinansowane ze środków Wydziału Chemii w ramach Programu Strategicznego Inicjatywa Doskonałości w Uniwersytecie Jagiellońskim.

Autorom serdecznie gratulujemy!

Zgodnie z wykazem czasopism naukowych i recenzowanych materiałów z konferencji międzynarodowych Ministerstwa Edukacji i Nauki liczba punktów przypisana czasopismu Applied Catalysis B: Environmental (Impact Factor czasopisma to 24.319) wynosi 200. 

Applied Catalysis B: Environmental 334 (2023) 122871