利用廉价催化剂将废聚苯乙烯转化为甲酸、苯甲酸研究

近期英国和美国研究团队利用光、低廉的催化剂将聚苯乙烯分解成甲酸、苯甲酸等化学品，具有工艺简单且成本低等特点，相关研究成果发表于《美国化学会志》。

聚苯乙烯是一种难以回收的聚合物。将其化学分解成更有价值的产品具有经济性，但目前化学回收一直是能源密集型且成本较高的方法。

英国利物浦大学研究团队使用酸作为催化剂，利用蓝紫光裂解聚苯乙烯中的强C—C键和C—H键。相比而言，传统化学裂解聚苯乙烯键的方法通常比较复杂，需要利用苛刻的化学物质和高温，并产生多种难以分离的产物，经济性较低。

该研究显示酸比以往报道的金属催化剂能更好裂解聚苯乙烯中的化学键。当用高倍蓝紫光发光二极管(LED)照射时，酸和聚苯乙烯发生反应，形成活性氧，然后引发连锁反应，破坏聚苯乙烯的强化学键，甲酸和苯甲酸产物易于从反应混合物中分离。

美国康奈尔大学研究团队使用白光触发氯化铁催化剂裂解聚苯乙烯的化学键。氯自由基可以破坏强C—H键，在白光照射和富氧空气作用下，C—H键断裂，产生过氧自由基，而过氧自由基又会分解C—C键，使聚合物降解，生成苯甲酸。

虽然两种技术相似，但都具有各自特点。酸催化的苯甲酸收率约50%，副产甲酸产率更高；铁催化剂的苯甲酸收率为23%。然而，酸性催化剂的价格是氯化铁的两倍，同时使用白光可降低成本、减少能源消耗。

美国北卡罗来纳大学研究者表示，两种技术的缺点是使用光，比使用热的工艺更难规模化。但利用廉价和资源丰富的催化剂，将聚苯乙烯废塑料转化为甲酸、苯甲酸等有价值产品是该类技术的重要进步。