Badania nad recyklingiem chemicznym wybranych tworzyw sztucznych w obecności nowych katalizatorów - struktur metaloorganicznych MOF (ang. metal organic frameworks) poprowadzi dr inż. Patrycja Maria Jutrzenka Trzebiatowska z Wydziału Chemii UG.
Projekt pt.: „Struktury metaloorganiczne (MOF) jako potencjalne katalizatory chemicznego recyklingu polimerów” uzyskał dofinansowanie w ramach konkursu NCN SONATINA 5. Zaplanowane badania będą skupiały się na recyklingu chemicznym wybranych tworzyw sztucznych w obecności nowych katalizatorów- struktur metaloorganicznych MOF (ang. metal organic frameworks). Tematyka projektu wpisuje się w trendy zielonej chemii ponieważ recykling chemiczny pozwala na zagospodarowanie odpadów oraz odzysk cennych substratów, które mogą być powtórnie wykorzystane do syntezy nowych materiałów.
MOF, czyli struktury metaloorganiczne to krystaliczne materiały składające się z metalowych węzłów i organicznych łączników, tworzące trójwymiarowe struktury porowate. W ostatnich dwóch dekadach MOFy stały się popularnym tematem wśród badaczy ze względu na ich unikalne właściwości, możliwość kontrolowania struktury, wielkości porów i charakteru miejsc aktywnych oraz znalazły zastosowanie w różnych katalitycznych reakcjach (m.in. hydroliza, utlenianie, estryfikacja, polimeryzacja). W projekcie zaproponowano nowy obszar zastosowań MOF. - Celem tego projektu jest ocena wykorzystania struktur metaloorganicznych jako katalizatora chemicznego recyklingu następujących polimerów PET, poliuretanów (PU) i poliwęglanu (PC). Wybór katalizatora w reakcjach recyklingu chemicznego jest ważnym czynnikiem wpływającym na jakość i właściwości odzyskiwanych produktów oraz czas całkowitej degradacji – tłumaczy dr inż. Patrycja Jutrzenka Trzebiatowska z Wydziału Chemii UG.
W ramach tego projektu zostaną przeprowadzone syntezy MOFów i ich charakterystyka metodami takimi jak FTIR, Raman, XRD, TGA, SEM. Następnie przygotowane MOFy posłużą jako katalizatory w reakcji chemicznego recyklingu (glikolizie PET i poliuretanu, metanolizie poliwęglanu). Zostanie ustalone, jak zastosowanie katalizatora MOF wpływa na mechanizm reakcji depolimeryzacji, kinetykę reakcji, wydajność reakcji oraz jakość półproduktów (remonomerów lub reoligomerów). Otrzymane półprodukty zostaną scharakteryzowane metodami: NMR, FTIR, GPC, TGA. Ponadto zostaną podjęte próby usuwania katalizatora po zakończeniu procesu recyklingu chemicznego i jego ponowne wykorzystanie w tym samym procesie.
- Jako miejsce 4-miesięcznego stażu wybrałam Instytut Materiałów Polimerowych POLYMAT umiejscowiony w hiszpańskim San Sebastian. Instytut jest wyposażony w wysokiej klasy aparaturę i sprzęt laboratoryjny, który dostosowany jest m.in. do syntezy, charakterystyki materiałów polimerowych. Jest to miejsce, w którym mogę współpracować z innymi specjalistami z zakresu recyklingu chemicznego polimerów – mówi dr inż. Patrycja Jutrzenka Trzebiatowska. - Prace podczas stażu będą skupiały się na charakterystyce otrzymanych produktów odzyskiwanych oraz MOF. Ponadto w trakcie zostaną przeprowadzone dodatkowe eksperymenty m.in. synteza nowych materiałów z otrzymanych półproduktów po recyklingu chemicznym – dodaje.
Projekt Struktury metaloorganiczne (MOF) jako potencjalne katalizatory chemicznego recyklingu polimerów będzie realizowany w Katerze Technologii Środowiska, w Zespole Fotokatalizy w ramach dofinansowania uzyskanego w konkursie SONATINA 5 organizowanym przez Narodowe Centrum Nauki.