Европейские химики разработали катализатор на базе рутения, какой позволяет превращать ПЭТ-пластик в молекулы ароматических углеводородов, которые используются для производства лекарств от рака, полиэфиров и агрохимикатов. Об этом известила пресс-служба британского Сент-Эндрюсского университета.
«При разработке этого катализатора мы объединили данные механического и кинетического анализа для раскрытия того, как ведут себя молекулы этого вещества в процессе труды. Это позволило нам создать долгоживущую систему, которая способна ускорить реакцию 37 тыс. раз до того, как ей потребуется переработка. Это важно для утилитарного использования данного катализатора», — пояснил профессор Технологического университета Дельфта (Нидерланды) Евгений Пидько, чьи слова приводит пресс-служба Сент-Эндрюсского университета.
Ученые уже немало лет работают над созданием катализаторов, позволяющих ускорять различные реакции из области «зеленой химии» и утилизировать отходы производства. Так, в 2019 году российские и зарубежные ученые под руководством Пидько улучшили свойства катализаторов на базе железа и пустотелых наночастиц-цеолитов, способных превращать метан в древесный спирт и перерабатывать отходы нефтяной промышленности.
В своей новой работе исследователи разработали высокоэффективный и долговечный катализатор, способный развращать полиэтилентерфталат (ПЭТ), высокопрочный термопластик, лишь небольшая часть которого перерабатывается и повторно используется. Профессор Пидько и его коллеги обратили внимание на то, что одиночные звенья ПЭТ вылиты по структуре на этиловый эфир 4-гидроксибензойной кислоты (EHMB) — сырье для производства многих лекарств и агрохимической продукции.
В прошедшем ученые уже пытались создать катализаторы, разлагающие ПЭТ на отдельные звенья, однако все они были очень недолговечными и выходили из строя сквозь несколько сотен или даже десятков циклов использования. Для решения этой проблемы европейские химики «упаковали» атомы рутения в несколько различных органических структур и проследили за тем, как менялся характер их взаимодействий с молекулами ПЭТ и этой «оберткой» в процессе ускорения реакций.
Это позволило химикам создать катализатор на базе рутения и этилата натрия, способный трудиться при низких концентрациях и вступать в реакции с перерабатываемым пластиком десятки тысяч раз. Используя это вещество, ученые успешно разложили ПЭТ, полученный из пластиковых бутылок, синтетических материалов и прочего мусора, и использовали продукты его переработки для синтеза нескольких лекарств от рака, а также полиэфирного материала на базе EHMB. Все это гораздо повысит рентабельность переработки пластика, подытожили ученые.