CATALYTIC CO-PROCESSING OF POLYETHYLENE TEREPHTHALATE AND POLYCARBONATE INTO AROMATIC HYDROCARBONS OVER NICKEL PHOSPHIDE

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Catalytic hydroprocessing of oxygen-containing plastic waste: polyethylene terephthalate and polycarbonate were carried out. A catalyst based on nickel phosphide containing crystalline phases of Ni2P and Ni(PO3)2 was obtained in situ during the co-processing of these plastics. The catalyst was studied using powder X-ray diffraction and X-ray photoelectron spectroscopy. As a result of quantitative processing of plastics over the catalyst, aromatic C6–C10 hydrocarbons were obtained with a selectivity up to 89% at 400°C, an initial hydrogen pressure of 9 MPa, and a reaction time of 6 hours.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Maria A. Golubeva

A.V. Topchiev Institute of Petrochemical synthesis Russian Academy of Sciences

Email: vinnikova@ips.ac.ru
ORCID iD: 0000-0002-3741-7833
SPIN-code: 2282-9612
Scopus Author ID: 57210293077
ResearcherId: B-7071-2018

кандидат химических наук, научный сотрудник лаб. №4 Химии углеводородов

Russian Federation, Moscow, 119991 Russia, Leninsky Prospekt, 29

Mariyam Mukhtarova

A.V. Topchiev Institute of Petrochemical synthesis Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: vinnikova@ips.ac.ru
ORCID iD: 0000-0003-1215-6136
SPIN-code: 2809-4340
Scopus Author ID: 57696640900
ResearcherId: GLS-3067-2022

младший научный сотрудник лаб. №4 Химии углеводородов

Russian Federation, Moscow, 119991 Russia, Leninsky Prospekt, 29

References

  1. Kibria M.G., Masuk N.I., Safayet R., Nguyen H.Q., Mourshed M. Plastic waste: Challenges and opportunities to mitigate pollution and effective management // Int. J. Environ. Res. 2023. V. 17. ID20. https://doi.org/10.1007/s41742-023-00507-z
  2. Kijo-Kleczkowska A., Gnatowski A. Recycling of plastic waste, with particular emphasis on thermal methods review // Energies. 2022. V. 15, № 6. ID2114. https://doi.org/10.3390/en15062114
  3. Chen S., Hu Y.H. Advancements and future directions in waste plastics recycling: From mechanical methods to innovative chemical processes // Chem. Eng. J. 2024. V. 493. ID152727. https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.152727
  4. Ragaert K., Delva L., Van Geem K. Mechanical and chemical recycling of solid plastic waste // Waste Manag. 2017. V. 69. P. 24–58. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2017.07.044
  5. Schyns Z.O.G., Shaver M.P. Mechanical recycling of packaging plastics: A review // Macromol. Rapid Commun. 2021. V. 42, № 3. ID2000415. https://doi.org/10.1002/marc.202000415
  6. Tan T., Wang W., Zhang K., Zhan Z., Deng W., Zhang Q., Wang Y.Y. Upcycling plastic wastes into value-added products by heterogeneous catalysis // ChemSusChem. 2022. V. 15, № 14. ID e202200522. https://doi.org/10.1002/cssc.202200522
  7. Jing Y., Wang Y., Furukawa S., Xia J., Sun C., Hülsey M.J., Wang H., Guo Y., Liu X., Yan N. Towards the circular economy: Converting aromatic plastic waste back to arenes over a Ru/Nb₂O₅ catalyst // Angew. Chem. 2021. V. 133, № 10. P. 5587–5595. https://doi.org/10.1002/anie.202011063
  8. Golubeva M., Mukhtarova M., Sadovnikov A., Maximov A. PET waste recycling into BTX fraction using in situ obtained nickel phosphide // Polymers. 2023. V. 15, № 10. ID2248. https://doi.org/10.3390/polym15102248
  9. Mukhtarova M., Golubeva M.A., Maximov A.L. In situ Ni₂P catalyst for the selective processing of terephthalic acid into BTX fraction // Appl. Catal. A: Gen. 2024. V. 678. ID119734. https://doi.org/10.1016/j.apcata.2024.119734
  10. Shi G., Shen J. New synthesis method for nickel phosphide nanoparticles: solid phase reaction of nickel cations with hypophosphites // J. Mater. Chem. 2009. V. 19. P. 2295–2297. https://doi.org/10.1039/B903088N
  11. Guan Q., Li W., Zhang M., Tao K. Alternative synthesis of bulk and supported nickel phosphide from the thermal decomposition of hypophosphites // J. Catal. 2009. V. 263, № 1. P. 1–3. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2009.02.008
  12. Lee Y.K., Oyama S.T. Bifunctional nature of a SiO₂-supported Ni₂P catalyst for hydrotreating: EXAFS and FTIR studies // J. Catal. 2006. V. 239, № 2. P. 376–389. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2005.12.029
  13. Li K., Wang R., Chen J. Hydrodeoxygenation of anisole over silica-supported Ni₂P, MoP, and NiMoP catalysts // Energy Fuels. 2011. V. 25, № 3. P. 854–863. https://doi.org/10.1021/ef101258j
  14. Kim J.G. Chemical recycling of poly(bisphenol A carbonate) // Polym. Chem. 2020. V. 11. P. 4830–4849. https://doi.org/10.1039/C9PY01927H

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Рис. 1. Результаты физико-химических методов исследования никельфосфидного катали-затора, полученного in situ при 400°C, H2 9 МПа: (а) рентгеновская дифрактограмма, (б) рентгеновский фотоэлектронный спектр в области Ni2p3/2, (в) рентгеновский фотоэлек-тронный спектр в области P2p.

Download (136KB)
Indexing metadata
3. Рис. 2. Зависимость селективности гидропревращения полиэтилентерефталата и поликар-боната по продуктам от условий реакции: (а) поликарбонат, без катализатора, 350°C, 5 МПа H2, 6 ч; (б) полиэтилентерефталат, без катализатора, 350°C, 5 МПа H2, 6 ч; (в) поли-карбонат, Ni2P in situ, 350°C, 5 МПа H2, 6 ч; (г) полиэтилентерефталат, Ni2P in situ, 350°C, 5 МПа H2, 6 ч; (д) поликарбонат + полиэтилентерефталат, Ni2P in situ, 350°C, 5 МПа H2, 6 ч; (е) поликарбонат + полиэтилентерефталат, Ni2P in situ, 400°C, 5 МПа H2, 6 ч; (ж) поликар-бонат + полиэтилентерефталат, Ni2P in situ, 400°C, 7 МПа H2, 6 ч; (з) поликарбонат + поли-этилентерефталат, Ni2P in situ, 400°C, 9 МПа H2, 6 ч.

Download (149KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).