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 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