پلی استایرن - به تنهایی یا در ترکیب با سایر پلیمرها - کاربردهای زیادی دارد، از ظروف ماست گرفته تا محفظه ابزار. در شکل فوم خود که عمدتاً با نام تجاری Styrofoam شناخته می شود، به عنوان مثال برای عایق کاری و بسته بندی استفاده می شود. یکی از معایب بزرگ پلی استایرن، تجزیه پذیری زیستی ضعیف آن است که منجر به آلودگی محیط زیست می شود. وقتی پلی استایرن خالص باشد و با مواد دیگر مخلوط نشود، قابل بازیافت است، اما زمانی که آلوده باشد یا با مواد دیگر ترکیب شودبه عنوان مثال در برنامه های بازیافت شهری، ضایعات پلاستیکی پلی استایرن مخلوط و محصولات آن، مانند نانوذرات پلی استایرن و میکرو دشوار است. مشکل در این واقعیت نهفته است که پلی استایرن آب گریز و غیرقطبی است و بنابراین نمی تواند با واکنش دهنده های قطبی رایج واکنش دهد.
برای یک فرآیند ساده، اقتصادی و کارآمد برای تجزیه ضایعات پلی استایرن مخلوط، پلی استایرن ابتدا باید به گروه های عاملی قطبی مجهز شود. تیمی به رهبری اولریش شوانبرگ و جون اوکودا در RWTH در آخن (آلمان) اکنون یک کاتالیزور بیوهیبرید جدید برای انجام این مرحله توسعه داده‌اند. این کاتالیزور مبتنی بر ترکیباتی است که به عنوان پپتیدهای تثبیت کننده همراه با کمپلکس کبالت شناخته می شوند.
پپتیدهای نثبت کننده ، زنجیره های پپتیدی کوتاهی هستند که می توانند به سطوح متصل شوند. این تیم یک پپتید تثبیت کننده ویژه (LCI، Liquid Chromatography Peak I) ساختند که به سطح پلی استایرن متصل می شود. یک گرم از این پپتید برای پوشاندن سطحی تا 654 متر مربع با یک تک لایه در عرض چند دقیقه با اسپری یا غوطه وری کافی است
یک کمپلکس کبالت فعال کاتالیزوری از طریق یک قطعه اتصال کوتاه به پپتید تثبیت کننده متصل می شود. اتم کبالت توسط یک لیگاند ماکروسیکلیک احاطه شده است، حلقه ای از هشت اتم کربن و چهار اتم نیتروژن (TACD، 1،4،7،10-tetraazacyclododecane). کاتالیزور اکسیداسیون پیوندهای C-H در پلی استایرن را برای تشکیل گروه های OH قطبی (هیدروکسیلاسیون) با واکنش با پراکسی مونو سولفات پتاسیم، یک عامل اکسید کننده رایج، تسریع می کند. اتصال پپتیدهای لنگر مخصوص این ماده است، بنابراین در این مورد آنها کبالت فعال کاتالیزوری را در نزدیکی سطح پلی استایرن بی حرکت می کنند، که واکنش را تسریع می کند. این فرآیند ساده، ارزان و کم مصرف از طریق کاربردهای غوطه وری و اسپری مقیاس پذیر است و برای استفاده در مقیاس صنعتی مناسب است.
از طریق استفاده از کاتالیزورهای شیمیایی مزدوج، این مفهوم کاتالیزور هیبریدی با استفاده از اتصال خاص ماده توسط پپتیدهای تثبیت کننده می‌تواند امکان تجزیه خاص ماده را برای پلیمرهای آبگریز بیشتر مانند پلی پروپیلن و پلی اتیلن فراهم کند که از نظر اقتصادی توسط آنزیم‌ها تجزیه نمی‌شوند.
متن کامل مقاله :
دیدگاه خود را بنویسید