聚碳酸酯(PC)作为一种广泛使用的工程塑料,其废弃后的主要处置方式多为填埋或焚烧,由此引发了严重的环境污染问题。醇胺解过程可将聚碳酸酯转化为其单体双酚A(BPA)及高附加值化合物2-噁唑烷酮(2-Oxazolidinone),然而该反应通常依赖过量且环境危害较大的溶剂,限制了其实际应用。本研究基于Kamlet-Taft溶剂参数探讨了醇胺解过程中的溶剂效应,发现以绿色溶剂乙醇(EtOH)作为反应介质时醇胺解活性较高,在80 °C,4小时的条件下从废弃光盘中回收得到了88%的双酚A与93%的2-噁唑烷酮。多元线性回归分析表明,溶剂的Kamlet-Taft参数(β与π*)越高反应活性则越强。实验表明,在醇类溶剂中,羟基周围的空间位阻对反应活性具有显著影响,其活性顺序为:一级醇 > 二级醇 > 三级醇。进一步地,结合红外光谱、核磁共振波谱及密度泛函理论计算对该反应机理进行了深入探讨。最后以乙醇为溶剂,在克级放大实验中,从10.16 g PC中回收得到了8.64 g 双酚A和2.96 g 2-噁唑烷酮,仅需简单的过滤和蒸馏等后处理操作即可分离产物。经济性评估表明,本研究提出的工艺路线能够在不使用有害溶剂、无需苛刻反应条件及复杂纯化步骤的前提下,实现废弃聚碳酸酯的高值化转化,展现出良好的可持续性与工业应用潜力。
第一作者:刘卓、李成
通讯作者:张帆、彭博
文章链接:https://doi.org/10.1021/acs.iecr.5c00865