Совместная каталитическая переработка полиэтилентерефталата и поликарбоната в ароматические углеводороды на фосфиде никеля

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

Проведены каталитические гидропревращения отходов кислородсодержащих пластиков: полиэтилентерефталата (ПЭТФ) и поликарбоната (ПК). Никельфосфидный катализатор реакции гидропревращения, содержащий кристаллические фазы Ni2P и Ni(PO3)2, получен in situ в процессе совместной переработки данных пластиков. Исследование катализатора проведено методами рентгенофазового анализа (РФА) и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС). С использованием образующегося катализатора в результате количественной переработки пластиков получены C6–C10-ароматические углеводороды с селективностью до 89% при 400°C, начальном давлении водорода 9 МПа и проведении реакции в течение 6 ч.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Мария Андреевна Голубева

Институт нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева РАН

Author for correspondence.
Email: vinnikova@ips.ac.ru
ORCID iD: 0000-0002-3741-7833
SPIN-code: 2282-9612

к. х. н.

Russian Federation, Москва, 119991

Мариям Мухтарова

Институт нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева РАН

Email: vinnikova@ips.ac.ru
ORCID iD: 0000-0003-1215-6136
SPIN-code: 2809-4340
Russian Federation, Москва, 119991

References

  1. Kibria M.G., Masuk N.I., Safayet R., Nguyen H.Q., Mourshed M. Plastic waste: Challenges and opportunities to mitigate pollution and effective management // Int. J. Environ. Res. 2023. V. 17. ID20. https://doi.org/10.1007/s41742-023-00507-z
  2. Kijo-Kleczkowska A., Gnatowski A. Recycling of plastic waste, with particular emphasis on thermal methods — review // Energies. 2022. V. 15, № 6. ID2114. https://doi.org/10.3390/en15062114
  3. Chen S., Hu Y.H. Advancements and future directions in waste plastics recycling: From mechanical methods to innovative chemical processes // Chem. Eng. J. 2024. V. 493. ID152727. https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.152727
  4. Ragaert K., Delva L., Van Geem K. Mechanical and chemical recycling of solid plastic waste // Waste Manag. 2017. V. 69. P. 24–58. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2017.07.044
  5. Schyns Z.O.G., Shaver M.P. Mechanical recycling of packaging plastics: A review // Macromol. Rapid Commun. 2021. V. 42, № 3. ID2000415. https://doi.org/10.1002/marc.202000415
  6. Tan T., Wang W., Zhang K., Zhan Z., Deng W., Zhang Q., Wang Y. Upcycling plastic wastes into value-added products by heterogeneous catalysis // ChemSusChem. 2022. V. 15, № 14. ID e202200522. https://doi.org/10.1002/cssc.202200522
  7. Jing Y., Wang Y., Furukawa S., Xia J., Sun C., Hülsey M.J., Wang H., Guo Y., Liu X., Yan N. Towards the circular economy: Converting aromatic plastic waste back to arenes over a Ru/Nb2O5 catalyst // Angew. Chem. 2021. V. 133, № 10. P. 5587‒5595. https://doi.org/10.1002/anie.202011063
  8. Golubeva M., Mukhtarova M., Sadovnikov A., Maximov A. PET waste recycling into BTX fraction using in situ obtained nickel phosphide // Polymers. 2023. V. 15, № 10. ID2248. https://doi.org/10.3390/polym15102248
  9. Mukhtarova M., Golubeva M.A., Maximov A.L. In situ Ni2P catalyst for the selective processing of terephthalic acid into BTX fraction // Appl. Catal. A: Gen. 2024. V. 678. ID119734. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2024.119734
  10. Shi G., Shen J. New synthesis method for nickel phosphide nanoparticles: solid phase reaction of nickel cations with hypophosphites // J. Mater. Chem. 2009. V. 19. P. 2295–2297. https://doi.org/10.1039/B903088N
  11. Guan Q., Li W., Zhang M., Tao K. Alternative synthesis of bulk and supported nickel phosphide from the thermal decomposition of hypophosphites // J. Catal. 2009. V. 263, № 1. P. 1–3. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2009.02.008
  12. Lee Y.K., Oyama S.T. Bifunctional nature of a SiO2-supported Ni2P catalyst for hydrotreating: EXAFS and FTIR studies // J. Catal. 2006. V. 239, № 2. P. 376–389. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2005.12.029
  13. Li K., Wang R., Chen J. Hydrodeoxygenation of anisole over silica-supported Ni2P, MoP, and NiMoP сatalysts // Energy Fuels. 2011. V. 25. № 3. P. 854–863. https://doi.org/10.1021/ef101258j
  14. Kim J.G. Chemical recycling of poly(bisphenol A carbonate) // Polym. Chem. 2020. V. 11. P. 4830–4849. https://doi.org/10.1039/C9PY01927H

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Results of physicochemical methods of studying the nickel phosphide catalyst obtained in situ at 400°C, H2 9 MPa: (a) X-ray diffraction pattern; (b) X-ray photoelectron spectrum in the Ni2p3/2 region; (c) X-ray photoelectron spectrum in the P2p region.

Download (155KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Selectivity of polyethylene terephthalate and polycarbonate hydroconversion by products as a function of reaction conditions: (a) polycarbonate, without catalyst, 350°C, 5 MPa H2, 6 h; (b) polyethylene terephthalate, without catalyst, 350°C, 5 MPa H2, 6 h; (c) polycarbonate, Ni2P in situ, 350°C, 5 MPa H2, 6 h; (d) polyethylene terephthalate, Ni2P in situ, 350°C, 5 MPa H2, 6 h; (d) polycarbonate + polyethylene terephthalate, Ni2P in situ, 350°C, 5 MPa H2, 6 h; (e) polycarbonate + polyethylene terephthalate, Ni2P in situ, 400°C, 5 MPa H2, 6 h; (f) polycarbonate + polyethylene terephthalate, Ni2P in situ, 400°C, 7 MPa H2, 6 h; (h) polycarbonate + polyethylene terephthalate, Ni2P in situ, 400°C, 9 MPa H2, 6 h.

Download (236KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences