Poli(etilén-tereftalát) lebontásának optimalizálása szilárd hordozóhoz rögzített organokatalizátorok alkalmazásával
A poli(etilén-tereftalát) (PET) egy széles körben, főként csomagoláshoz felhasznált, biológiailag nem lebomló polimer, így nagymértékben hozzájárul a Földünk szennyezéséhez. Kísérleti munkám során célul tűztem ki egy olyan módszer kifejlesztését, mely során hulladék PET bisz(2-hidroxietil)-tereftalát (BHET) monomerré történő lebontása fenntartható módon megvalósítható.
A kiindulási anyagként felhasznált hulladék PET-palackokból készült őrlemény depolimerizációját glikolízissel valósítottuk meg, mely során az etilénglikol a reagens és az oldószer szerepét is betölti. Katalizátorként három kereskedelmi forgalomban kapható, szilikagélhez rögzített organokatalizátort és egy általunk előállított 1,5,7-triazabiciklo[4.4.0]dec-5-énnel (TBD) módosított szilikagélt alkalmaztunk. A szilikagél szilárd hordozó előnye, hogy egy egyszerű szűréssel lehetővé teszi a katalizátor visszaforgatását, ezzel fenntarthatóvá téve a folyamatot. Célunk volt a glikolízis körülményeinek optimalizálása, így előzetes paramétervizsgálat után egy 2^(4-1) részfaktoros kísérleti tervet dolgoztunk ki, az irodalomban leggyakrabban vizsgált négy faktor, azaz a hőmérséklet (170–190 °C), a katalizátormennyiség (5–20 mol%), az etilénglikol-felesleg (10–15 ekv.) és a reakcióidő (1–2 óra) felhasználásával. A kísérleti terv eredményeit a Statistica program segítségével értékeltük ki. Az optimális reakciókörülményeket a BHET-termelésre felállított, szignifikáns hatásokat tartalmazó redukált modellből Box–Wilson-féle gradiens módszer segítségével határoztuk meg. A reakció optimális körülményei között kiváló BHET-termelést tudtunk elérni, emellett a legjobbnak bizonyuló, trialkil-aminnal módosított szilikagél (Si-TEA) katalizátor visszaforgatását is sikeresen megvalósítottuk.
szerző
-
Kiss Johanna
Vegyészmérnöki alapképzési szak, nappali BSC
alapképzés (BA/BSc)
konzulensek
-
Dr. Kupai József
egyetemi docens, Szerves Kémia és Technológia Tanszék -
Fehér Zsuzsanna
PhD hallgató, Szerves Kémia és Technológia Tanszék
