(高雄2日中央电)台湾中山大学环工研究所副教授张耿崚团队将稻秆、甘蔗渣、黄梨蒂头等农业废弃物转化为新型生质化学原料FDCA,有助缓解塑胶污染与温室效应,此成果获俄国、美国双奖项。
张耿崚团队以农业废弃物,透过简单的“一锅两步”一次反应,生产出2, 5-呋喃二甲酸(2, 5-FDCA),成果获2023年俄罗斯莫斯科阿基米德国际发明展金牌奖与美国科学特别奖。
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中山大学发布新闻稿指出,此项农废变绿金的新技术产物被美国能源部称为12种最具潜力的生质基化学品之一,在未来建构绿色化学工业中扮演关键角色。
张耿崚表示,FDCA用途广泛,是性质优越的新世代生物可分解材料,与制备聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)相比,以FDCA聚合生产PEF,能源用量可减少51至58%,温室气体排放量可减少约60%,极具环保优势。
张耿崚指出,FDCA可应用在许多领域,但目前生产需使用昂贵原料、催化剂及严格条件控制,无法大规模量产;团队独创技术搭配使用低价的化学反应系统,减少废弃物产生,不仅高效、简单、降低成本,且兼顾多项绿色化学原则。
研究团队说明,将农业废弃物等生物质以二甲基亚砜(DMSO)、甜菜碱盐酸盐及六水合氯化铝在150°C的油浴中加热120分钟,转化为5-羟甲基糠醛(5-HMF),之后不断搅拌并以铜-二氧化锰作为催化剂,叔丁基过氧化氢为氧化剂,在80摄氏度的油浴中进行12小时的氧化反应,最后可转化出70%的HMF和77%的FDCA。
团队强调,其成分有助极短时间内灭火,可作为泡沫灭火剂,其抗菌性能与强力麻醉作用,可应用于医药领域;目前美国可口可乐、杜邦、德国巴斯夫、日本三菱及荷兰Avantium等公司皆将FDCA共聚酯的商业化作为重点开发产品。
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