随着聚苯乙烯 (PS) 产品的开发和优化，这些坚固的材料激发了消费者的信心，但是可惜的是，这类化合物目前的回收率却仅不到 1%。可怕的是，据统计PS的产品垃圾约占世界垃圾填埋场的三分之一。所以，通过热解和微生物化学降解回收 PS 的研究是一个活跃的研究领域。
图片来源：J. Am. Chem. Soc.
受光催化的最新进展和可见光在可扩展过程中的机会启发，最近Erin E. Stache教授设想了一种光驱动配合催化剂控制的氧化降解途径，期望将市售的 PS 降解为苯甲酸和苯甲酰基衍生物。若将聚苯乙烯回收分解为目标小分子，将是减少塑料污染的理想选择。
图片来源：J. Am. Chem. Soc.
该研究使用了FeCl3催化剂控制光氧化降解方法，他们发现在这样的条件下可将聚苯乙烯升级降解为苯甲酰衍生物，如苯甲酸。
图片来源：J. Am. Chem. Soc.
其中，FeCl3 在白光照射下会发生均裂，产生氯自由基，进而夺取聚合物骨架上的富电子氢原子。
图片来源：J. Am. Chem. Soc.
且在富氧环境下，高分子量聚苯乙烯 (>90kg/mol) 可降解至 <1 kg/mol，并产生高达 23 mol% 的苯甲酰基产物。此外，该研究也通过了一系列的机理研究表明氯自由基会通过夺取氢原子促进降解。另一方面，他们也将市售的聚苯乙烯用于该方法中，发现确实可以有效降解PS产品，同时表明该系统与聚合物填料的相容性。
图片来源：J. Am. Chem. Soc.
最后，该研究还展示了利用光流动化学过程来扩大这个方法的应用性，显示了将克量的 PS 转化为苯甲酸的潜力。
图片来源：J. Am. Chem. Soc.
参考文献：Chemical Upcycling of Commercial Polystyrene via Catalyst- Controlled Photooxidation
J. Am. Chem. Soc. 2022, jacs.2c01411
原文作者：Sewon Oh and Erin E.Stache*
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c01411?ref=PDF
目前评论：0