Force-activated organocatalysts for plastic recycling

用于塑料回收的强制激活有机催化剂

基本信息

  • 批准号:
    2608091
  • 负责人:
  • 金额:
    --
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Studentship
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2021 至 无数据
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Synthetic polymers are used in almost every aspect of modern life. For this reason, they also present an important environmental challenge. Although some polymers can be easily recycled (e.g.), required costly and/or challenging processes. This is especially true if the plastic is composed of mixed polymers and/or if the recovery of the monomer is targeted. This step could be facilitated if plastic where embedded with an additive that could accelerate their degradation at the end of their life. This goal could be achieved by implementing mechanoresponsive molecules, called mechanophores, that react upon application of a force to generate a useful chemical entity. For example, a force-activated catalyst could be used to facilitate depolymerisation. In this project we will produce new mechanocatalysts based on varied NHC-precursors, and investigate their mechanocatalytic properties in solution, using ultrasound and in the solid state. Ultimately, we aim to produce a mechanocatalyst able to increase the degradability/depolymerisation of challenging commodity polymer (e.g. PET, PU) in recycling/processing conditions such as : extrusion or batch hydrolysis/aminolysis.Only a handful of mechanocatalysts have been reported but they are all metal-based, which make them expensive and difficult to process due to their low thermal and mechanical stability. The ideal mechanocatalyst is only activated when needed (and not for example during the production or the normal usage of the product). In other words, it must display a minimal sensitivity to a change in pH, temperature and humidity, but respond to a desired level of force. We have recently introduced a thermally-stable and environment-friendly alternative, based on a force-activated N-heterocyclic carbene (NHC) precursor (Nat. Chem. 2020, 12, 826; JACS 2021, 143, 3033). Recent heterogeneous catalysis work in CEAS has demonstrated that a number of pure polyolefin feedstocks (polyethylene, polypropylene and polystyrene) and blends of these three can be successfully hydrocracked rapidly at much reduced temperatures yielding a predominantly C3 - C9 hydrocarbons (Ind. Eng. Chem. Res., 58 (45), 20601; EP Patent 2437886B1 -2019). Further work on the condensation polymer, polyethylene terephthalate (PET) using hydrolysis has led to conversions of 80% with around 80% selectivity to terephthalic acid at 220oC in 90 minutes. This project will extend this current work and will target the production of a mechanocatalyst able to increase the depolymerisation of challenging commodity polymer [e.g. PET, polyurethane (PUR)] in recycling/processing conditions such as, extrusion or batch hydrolysis/hydrocracking.Objective 1: Catalyst design and optimisation of the mechanochemical and catalytic properties in solution Objective 2: Exploration of the mechanochemical and catalytic properties in the solid state/meltObjective 3: Investigation of various modes of activation in batch reactor (e.g. turbulent flow, vapor-induced elongational flow)Objective 4: Optimisation of the mechanochemical and catalytic properties in hydrolysis/hydrocracking conditions for PET and PU.With over 4.0 Mte of plastic waste being sent to landfill or incinerated annually in the UK (8 % is PET and a similar amount of PUR, PlasticsEurope, The Facts 2020), the development of integrated catalytic approaches for plastic recycling would allow us to make a significant and lasting contribution to this important area. The ability to control the lifecycle of polymers would have a dramatic impact on the flux of plastic waste (Nature 2016, 540, 363). Embedded molecular mechanisms act to prolong the life of high-performance polymers. The mechanocatalysts we propose to investigate could be used to implement self-degrading mechanisms in PET, PU, or polyamides to facilitate their degradation/depolymerisation at the end of their lifecycle.
合成聚合物几乎用于现代生活的各个方面。因此,它们也带来了重大的环境挑战。虽然一些聚合物可以很容易地回收(例如),需要昂贵和/或具有挑战性的过程。如果塑料由混合聚合物组成和/或如果以单体回收为目标,则尤其如此。如果塑料中嵌入了一种添加剂,可以在其寿命结束时加速其降解,则可以促进这一步骤。这一目标可以通过实施机械响应分子来实现,称为机械载体,其在施加力时反应以产生有用的化学实体。例如,力活化的催化剂可用于促进解聚。在这个项目中,我们将基于不同的NHC前体生产新的机械催化剂,并研究它们在溶液中,使用超声和固态下的机械催化性能。最终,我们的目标是生产一种机械催化剂,能够在回收/加工条件下提高具有挑战性的商品聚合物(如PET,PU)的降解性/解聚性,例如:挤出或分批水解/氨解。目前只有少数机械催化剂被报道,但它们都是金属基的,这使得它们昂贵且难以加工,因为它们的热稳定性和机械稳定性较低。理想的机械催化剂仅在需要时被激活(而不是例如在产品的生产或正常使用期间)。换句话说,它必须对pH值、温度和湿度的变化表现出最小的敏感性,但对所需的力水平做出响应。我们最近介绍了一种热稳定且环境友好的替代品,其基于力活化的N-杂环卡宾(NHC)前体(Nat. Chem. 2020,12,826; JACS 2021,143,3033)。CEAS中最近的多相催化工作已经证明,许多纯聚烯烃原料(聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯)和这三种的共混物可以在低得多的温度下成功地快速加氢裂化,产生主要为C3 - C9烃(Ind. Eng. Chem. Res.,58(45),20601; EP专利2437886 B1 - 2019)。对缩聚物聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的进一步研究使用水解导致在220 ° C下在90分钟内转化率为80%,对对苯二甲酸的选择性约为80%。该项目将扩展目前的工作,并将针对机械催化剂的生产,该催化剂能够在回收/加工条件下(如挤出或间歇水解/加氢裂化)增加具有挑战性的商品聚合物[例如PET、聚氨酯(PUR)]的解聚。目标1:催化剂设计和溶液中机械化学和催化性能的优化目标2:固态/熔体中机械力化学和催化性质的探索目标3:间歇反应器中各种活化模式的研究(例如湍流、蒸汽诱导的拉伸流)目的4:优化水解中的机械化学和催化性能/在英国,每年有超过4.0 Mte的塑料废物被送往垃圾填埋场或焚烧,(8%是PET和类似数量的PUR,PlasticsEurope,The Facts 2020),塑料回收综合催化方法的开发将使我们能够为这一重要领域做出重大而持久的贡献。控制聚合物生命周期的能力将对塑料废物的通量产生巨大影响(Nature 2016,540,363)。嵌入式分子机制可延长高性能聚合物的寿命。我们建议研究的机械催化剂可用于在PET、PU或聚酰胺中实现自降解机制,以促进其在生命周期结束时的降解/解聚。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

吉治仁志 他: "トランスジェニックマウスによるTIMP-1の線維化促進機序"最新医学. 55. 1781-1787 (2000)
Hitoshi Yoshiji 等:“转基因小鼠中 TIMP-1 的促纤维化机制”现代医学 55. 1781-1787 (2000)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
LiDAR Implementations for Autonomous Vehicle Applications
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
生命分子工学・海洋生命工学研究室
生物分子工程/海洋生物技术实验室
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
吉治仁志 他: "イラスト医学&サイエンスシリーズ血管の分子医学"羊土社(渋谷正史編). 125 (2000)
Hitoshi Yoshiji 等人:“血管医学与科学系列分子医学图解”Yodosha(涉谷正志编辑)125(2000)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Effect of manidipine hydrochloride,a calcium antagonist,on isoproterenol-induced left ventricular hypertrophy: "Yoshiyama,M.,Takeuchi,K.,Kim,S.,Hanatani,A.,Omura,T.,Toda,I.,Akioka,K.,Teragaki,M.,Iwao,H.and Yoshikawa,J." Jpn Circ J. 62(1). 47-52 (1998)
钙拮抗剂盐酸马尼地平对异丙肾上腺素引起的左心室肥厚的影响:“Yoshiyama,M.,Takeuchi,K.,Kim,S.,Hanatani,A.,Omura,T.,Toda,I.,Akioka,
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:

的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('', 18)}}的其他基金

An implantable biosensor microsystem for real-time measurement of circulating biomarkers
用于实时测量循环生物标志物的植入式生物传感器微系统
  • 批准号:
    2901954
  • 财政年份:
    2028
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Exploiting the polysaccharide breakdown capacity of the human gut microbiome to develop environmentally sustainable dishwashing solutions
利用人类肠道微生物群的多糖分解能力来开发环境可持续的洗碗解决方案
  • 批准号:
    2896097
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
A Robot that Swims Through Granular Materials
可以在颗粒材料中游动的机器人
  • 批准号:
    2780268
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Likelihood and impact of severe space weather events on the resilience of nuclear power and safeguards monitoring.
严重空间天气事件对核电和保障监督的恢复力的可能性和影响。
  • 批准号:
    2908918
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Proton, alpha and gamma irradiation assisted stress corrosion cracking: understanding the fuel-stainless steel interface
质子、α 和 γ 辐照辅助应力腐蚀开裂:了解燃料-不锈钢界面
  • 批准号:
    2908693
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Field Assisted Sintering of Nuclear Fuel Simulants
核燃料模拟物的现场辅助烧结
  • 批准号:
    2908917
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Assessment of new fatigue capable titanium alloys for aerospace applications
评估用于航空航天应用的新型抗疲劳钛合金
  • 批准号:
    2879438
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Developing a 3D printed skin model using a Dextran - Collagen hydrogel to analyse the cellular and epigenetic effects of interleukin-17 inhibitors in
使用右旋糖酐-胶原蛋白水凝胶开发 3D 打印皮肤模型,以分析白细胞介素 17 抑制剂的细胞和表观遗传效应
  • 批准号:
    2890513
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
CDT year 1 so TBC in Oct 2024
CDT 第 1 年,预计 2024 年 10 月
  • 批准号:
    2879865
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship
Understanding the interplay between the gut microbiome, behavior and urbanisation in wild birds
了解野生鸟类肠道微生物组、行为和城市化之间的相互作用
  • 批准号:
    2876993
  • 财政年份:
    2027
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Studentship

相似国自然基金

ASD1(Activated SAM in Darkness1)调控植物暗形态建成中茎尖分生组织活性的分子机制研究
  • 批准号:
    31970824
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
抑素蛋白(prohibitin)1调控蛋白酶激活受体(protease-activated receptor)1内化转运及降解的功能和机制
  • 批准号:
    31270835
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    70.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
miR-320家族与RACK1的关系及其对乳腺癌侵袭转移的作用和机制
  • 批准号:
    81272387
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    70.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
钙激活的大电流钾离子通道β1亚基影响慢性肾脏病进展的机制探讨
  • 批准号:
    81070587
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    38.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
脑缺血中12/15脂氧酶对PPARgamma的调节作用及作用机制研究
  • 批准号:
    81070968
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    32.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
CAPK介导的Smac释放机制研究
  • 批准号:
    31070670
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    34.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
脐带血HSCs扩增的新策略:抑制"ROS-P38MAPK-HSCs衰老"信号通路
  • 批准号:
    30871097
  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
    31.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于活性炭孔径调控和表面修饰改性的水中低浓度有机污染物优化去除适配机制
  • 批准号:
    50878204
  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
    37.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
信号转导分子PAK4相互作用蛋白质的筛选
  • 批准号:
    30370736
  • 批准年份:
    2003
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Transforming Australian cities through net-zero transit activated corridors
通过净零交通激活走廊改造澳大利亚城市
  • 批准号:
    DE240101072
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Discovery Early Career Researcher Award
The role of nigrostriatal and striatal cell subtype signaling in behavioral impairments related to schizophrenia
黑质纹状体和纹状体细胞亚型信号传导在精神分裂症相关行为障碍中的作用
  • 批准号:
    10751224
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
CAREER: Hydrogen-Bonded Organic Frameworks Nanoparticles for Ultrasound-Activated, Genetically-Targeted Neuromodulation
职业:用于超声激活、基因靶向神经调节的氢键有机框架纳米颗粒
  • 批准号:
    2340964
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Customer discovery and market access planning for light-activated antimicrobial wound care product
光激活抗菌伤口护理产品的客户发现和市场准入规划
  • 批准号:
    10108236
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Collaborative R&D
Effects of sub-wavelength photonic nanostructures on thermally-activated delayed fluorescence
亚波长光子纳米结构对热激活延迟荧光的影响
  • 批准号:
    EP/Y021495/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grant
Acquisition of an advanced Fluorescence-Activated Cell Sorter for Tasmania.
为塔斯马尼亚购买先进的荧光激活细胞分选仪。
  • 批准号:
    LE240100080
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Linkage Infrastructure, Equipment and Facilities
Frontocortical representations of amygdala-mediated learning under uncertainty
不确定性下杏仁核介导的学习的额皮质表征
  • 批准号:
    10825354
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
Acoustically activated trapping for colloidal filtration: a multiscale experimental investigation using laser-based optical diagnostics
用于胶体过滤的声激活捕获:使用基于激光的光学诊断的多尺度实验研究
  • 批准号:
    2236466
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
Cohort Network to be Activated Globally in Outbreaks
疫情爆发时将在全球范围内启动队列网络
  • 批准号:
    10108547
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    EU-Funded
ELECTRICALLY-ACTIVATED CLOUD CHEMISTRY IN THE ATMOSPHERES OF BROWN DWARFS AND EXOPLANETS
棕矮星和系外行星大气中的电激活云化学
  • 批准号:
    ST/X000885/1
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了