Бескатализный преобразователь пластиковых отходов в диокислоты с помощью микрокапель

Накопление пластиковых отходов представляет собой глобальную угрозу для окружающей среды и общественного здравоохранения. Хотя каталитическое апсайклинг-превращение в продукты с повышенной добавочной стоимостью выглядит перспективным, его промышленное внедрение сдерживается деградацией катализаторов под действием добавок, неоднородностью сырья, негибкостью процессов и ограниченной экономической эффективностью. В настоящей работе мы сообщаем о бескатализной стратегии апсайклинга, использующей ин ситу образование гидроксильных радикалов на интерфейсах микрокапель для обеспечения окислительного расщепления разнообразных пластиковых отходов — от полиолефинов до резин — с образованием карбоновых кислот при мягких условиях. Устраняя зависящие от катализатора пути, подход обходит ключевые проблемы проектирования катализаторов и их отравления, одновременно существенно снижая технические барьеры и затраты. Наш метод обеспечивает полное превращение полиэтилена (PE) с селективностью к короткоцепочечным диокислотам, приближающейся к 69% при относительно мягких условиях, и демонстрирует широкую применимость к смешанным коммерческим пластикам с продемонстрированной масштабируемостью до 300 г. Анализ радикальных промежуточных продуктов выявляет решающую роль H2O в медиировании уникального механизма окислительного разложения: последовательного присоединения гидроксильного радикала к алкильным радикалам, отличного от классического жидкофазного аэробного окисления алканов. Эта интерфейсная стратегия, управляемая радикалами, обеспечивает устойчивый апсайклинг полимеров при минимальной инфраструктуре. В более широком плане работа представляет масштабируемую концепцию, которая, насколько нам известно, является первым промышленным воплощением химии микрокапель, и имеет трансформирующие последствия для окислительных процессов в синтезе органических кислот и за его пределами.