(高雄2日中央電)臺灣中山大學環工研究所副教授張耿崚團隊將稻稈、甘蔗渣、黃梨蒂頭等農業廢棄物轉化為新型生質化學原料FDCA,有助緩解塑膠汙染與溫室效應,此成果獲俄國、美國雙獎項。
張耿崚團隊以農業廢棄物,透過簡單的“一鍋兩步”一次反應,生產出2, 5-呋喃二甲酸(2, 5-FDCA),成果獲2023年俄羅斯莫斯科阿基米德國際發明展金牌獎與美國科學特別獎。
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中山大學發佈新聞稿指出,此項農廢變綠金的新技術產物被美國能源部稱為12種最具潛力的生質基化學品之一,在未來建構綠色化學工業中扮演關鍵角色。
張耿崚表示,FDCA用途廣泛,是性質優越的新世代生物可分解材料,與製備聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)相比,以FDCA聚合生產PEF,能源用量可減少51至58%,溫室氣體排放量可減少約60%,極具環保優勢。
張耿崚指出,FDCA可應用在許多領域,但目前生產需使用昂貴原料、催化劑及嚴格條件控制,無法大規模量產;團隊獨創技術搭配使用低價的化學反應系統,減少廢棄物產生,不僅高效、簡單、降低成本,且兼顧多項綠色化學原則。
研究團隊說明,將農業廢棄物等生物質以二甲基亞碸(DMSO)、甜菜鹼鹽酸鹽及六水合氯化鋁在150°C的油浴中加熱120分鐘,轉化為5-羥甲基糠醛(5-HMF),之後不斷攪拌並以銅-二氧化錳作為催化劑,叔丁基過氧化氫為氧化劑,在80攝氏度的油浴中進行12小時的氧化反應,最後可轉化出70%的HMF和77%的FDCA。
團隊強調,其成分有助極短時間內滅火,可作為泡沫滅火劑,其抗菌性能與強力麻醉作用,可應用於醫藥領域;目前美國可口可樂、杜邦、德國巴斯夫、日本三菱及荷蘭Avantium等公司皆將FDCA共聚酯的商業化作為重點開發產品。
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