Opis projektu
Nowe i tanie metody produkcji wysokiej jakości polimerów
Mniej niż 9 % tworzyw sztucznych trafia do recyklingu, a konwencjonalne technologie powodują degradację materiałów z powodu niepożądanego mechaniczno-chemicznego rozszczepienia wiązań, które skraca polimer podczas wielokrotnego przetwarzania. Zespół finansowanego ze środków ERBN projektu IMPACT wykorzysta nowy katalizator oparty na monomerach w celu odzyskiwania elementów składowych polimerów i wytwarzania wysokiej jakości materiałów, skupiając się w szczególności na poliolefinach. Dzięki zrywaniu wiązań węgiel-węgiel za pomocą siły zamiast wysokiej temperatury, projekt ma na celu nowatorskie wykorzystanie młyna kulowego w celu stworzenia miejsc katalitycznych na powierzchni kuli. Takie podejście pozwoli na obniżenie kosztów energii i uzyskanie czystszych monomerów na bazie poliolefin. Zespół zamierza także przeanalizować mechanizm reakcji, opracować model pozwalający na przewidywanie szybkości rozszczepiania, a także zastosować nowy katalizator do obróbki różnych polimerów.
Cel
Less than 9% of plastic is recycled. Currently applied recycling technology yields degraded materials because undesired mechano-chemical bond cleavage shortens the polymer upon repeated processing. Here, I introduce a new type of catalyst to exploit this undesired effect to recover the polymer building blocks, the monomers, which enables the production of new high-quality polymer. I will focus on polyolefins (PP, PE) that make up 50% of polymer production and for which the state-of-the-art pyrolysis process has high energy costs and does not yield pure monomer. That is because at the 600 °C needed to break the strong carbon-carbon (C-C) bonds of PP and PE unwanted reactions occur. Adding a catalyst powder, a known strategy to exert reaction control, is inefficient for polymers because they cannot reach the active sites in the catalyst pores.
I will break the C-C bonds with force instead of heat. The force is provided by collision of balls in a ball mill, a mature grinding technology that I repurpose as reactor to introduce my tunable direct mechano-catalyst: I will chemically treat the surface of the balls to create catalytic, e.g. acid, sites that are in efficient contact with polymer through vigorous ball movement. In our ground-breaking proof-of-concept experiment, we were surprised to see monomer form below 60 °C from PP, and a remarkable 4x increased activity over a traditional catalyst.
To realize the full potential of this new catalytic concept, I will establish the underlying fundamental framework by A) understanding the mechanism of reactions following C-C cleavage, B) developing a predictive model of cleavage rate as a function of temperature and force and C) understanding the synergistic interplay of catalytic spheres and mechano-chemical activation. To achieve this, I will develop a new methodology for in-situ spectroscopy during ball milling in combination with radical trapping and apply the tunable direct mechano-catalysts to a variety of polymers.
Dziedzina nauki (EuroSciVoc)
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
- nauki przyrodniczenauki chemicznenauka o polimerach
- nauki przyrodniczenauki chemicznekataliza
- nauki przyrodniczenauki fizyczneoptykaspektroskopia
Aby użyć tej funkcji, musisz się zalogować lub zarejestrować
Program(-y)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Temat(-y)
System finansowania
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstytucja przyjmująca
3584 CS Utrecht
Niderlandy