Artykuł w Applied Catalysis B: Environmental
12 maja 2023 r.
W czasopiśmie Applied Catalysis B: Environmental ukazał się artykuł naukowy autorstwa członków Grupy Chemii Zeolitów – dr inż. Karoliny Tarach, mgr Gabrieli Jajko, prof. dr hab. Kingi Góry-Marek, oraz byłej członkini dr Kamili Pyry. Publikacja zatytułowana „Polypropylene cracking on embryonic and ZSM-5 catalysts – An operando study” została przygotowana we współpracy z naukowcami z Uniwersytetu w Normandii (Laboratoire Catalyse & Spectrochimie, Caen).
Polipropylen oraz polietylen to najpowszechniejsze typy poliolefin, których udział w rynku w 2022 r. to blisko 300 mld USD. Polimery te odpowiadają za ponad 2/3 rocznej produkcji tworzyw sztucznych. Jak dotąd nieefektywna zbiórka tych i wszystkich nieulegających biodegradacji tworzyw sztucznych generuje niezrównoważoną ilość poważnych zanieczyszczeń. Obecnie tylko 16% odpadów plastikowych jest ponownie wykorzystywanych do produkcji nowych tworzyw sztucznych, a mniej niż 1% jest ponownie przetwarzane chemicznie w celu uzyskania oryginalnych elementów budulcowych, czyli wykorzystywane w ramach prawdziwej gospodarki o obiegu zamkniętym. Tak więc duża część tworzyw sztucznych jest albo składowana na wysypiskach, poddawana recyklingowi mechanicznemu lub spalana. Kataliza ponownie ma zatem do odegrania ważną rolę w rozwiązaniu tego wyzwania społecznego a jako katalizatory procesu krakingu tworzyw sztucznych na szczególną zasługują zeolity. Recykling chemiczny poliolefin prowadzi do powstania szerokiej gamy węglowodorów wymagających dalszego przetwarzania w celu spełnienia wymagań paliw transportowych lub wysokowartościowych (petro)chemikaliów. Badania zaprezentowane w pracy udowodniły, że łatwo dostępne centra kwasowe w zeolicie embrionalnym są wymagane do rozpoczęcia wstępnego krakingu łańcuchów polimeru podczas gdy protony zamknięte w mikroporach precyzyjnie sterują wydajnością reakcji prowadzących pożądanych wysoce rozgałęzionych produktów parafinowych. Metodologia wykorzystana w pracy rzuca światło na chemię procesu, w tym na regenerację katalizatora. Badania operando FT-IR można bowiem wykorzystać na dwóch poziomach: tak do zrozumienia podstaw skomplikowanych interakcji katalizatora z reagentami / produktami podczas reakcji jak i optymalizacji właściwości katalizatora w celu wygenerowania jego pożądanej aktywności oraz selektywności.
Badania zostały w całości sfinansowane przez Narodowe Centrum Nauki (grant nr 2021/43/B/ST4/00307). Badania zostały częściowo zrealizowane z wykorzystaniem infrastruktury badawczej zakupionej ze środków Unii Europejskiej w ramach Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój ("ATOMIN 2.0 - Centrum badań materiałowych w skali ATOMowej dla INnowacyjnej gospodarki", grant nr POIR.04.02.00-00-D001/20-00).
Zgodnie z wykazem czasopism naukowych i recenzowanych materiałów z konferencji międzynarodowych Ministerstwa Edukacji i Nauki liczba punktów przypisana czasopismu Applied Catalysis B: Environmental wynosi 200 (Impact Factor czasopisma to 24,319).
