尼龙-6可以通过一种新的催化过程迅速分解，而不会产生有害的副产物或需要有毒溶剂。茂金属催化体系以地球上丰富的早过渡金属和镧系金属为基础，以前所未有的速度解聚材料。

使用这种催化剂，该团队能够回收99%的尼龙-6单体，然后可以将其升级为更高价值的产品。该体系也具有高度选择性，只作用于尼龙-6。因此，研究人员建议，它可以应用于大量未分类的废物。

这个新系统也比之前研究过的其他催化剂更环保，这些催化剂依赖于高温、高压蒸汽或有毒溶剂。

相比之下，美国西北大学开发的催化过程不依赖于昂贵的材料或极端的条件。催化体系包括包裹在特殊设计的有机配体框架中的镧系金属离子。为了回收这些弹性塑料，这些催化剂不仅必须具有高活性，而且必须具有热稳定性和坚固性，以处理和分解这些聚合物材料。

催化剂沿着聚合物链工作，将其切割成己内酰胺单体

研究人员还依靠高级量子力学计算来检查各种可能的催化反应途径的能量学，并帮助指导他们设计催化剂。

该研究的资深作者托宾·马克斯解释说:“你可以把我们的催化剂想象成一个吃豆人——它从聚合物的一端开始，沿着它咀嚼，吐出原来的单体，叫做己内酰胺。”“己内酰胺实际上是一种蒸汽，所以没有溶剂，我们收集它——我们冷却蒸汽，它就形成了非常纯的己内酰胺。”

催化剂沿着聚合物链向下移动，一个接一个地快速排出己内酰胺单体分子。它的分子也可以从一条链跳到另一条链上。“我们在论文中表明，催化剂可以多次循环使用而不会减慢速度，认为它可以用于一个连续的过程，在这个过程中，尼龙不断地进入反应器，己内酰胺不断地从反应器中排出，就像在一个大型工厂中所做的那样，”马克斯说。

该论文的第一作者易利伟解释说:“通过这些计算工作，我们了解到我们的金属催化剂与这些尼龙-6聚合物的酰胺键结合，并开始‘解压缩’这些塑料，在聚合物链末端释放单体。”“这些计算研究很重要，因为它们指导我们，作为实验化学家，如何更好地设计我们的催化结构，并使这些过程更有效。”

西北大学的研究小组已经证明，他们的新催化工艺可以针对混合塑料废物流中的尼龙。他说:“现在我们正在研究其他混合物，这是我们研究的下一步。”“有趣的是，对回收尼龙面料的高端服装的需求越来越大，因为人们希望看到这种环保意识。”

除了催化?

Marks和他的同事报道了一种新的π连接的茂金属催化剂。他们希望现在可以大规模使用，以帮助解决全球塑料垃圾问题。

美国马萨诸塞州伍兹霍尔海洋研究所的海洋化学家科林·沃德(Collin Ward)没有参与这项工作，但他研究塑料在环境中如何降解，他说这项研究为回收尼龙提供了“一种创造性的新方法”。“在评估催化剂的有效性时，他们考虑的实验变量的数量给我留下了深刻的印象，在许多重要的测试条件下，这种催化剂显示出了巨大的前景。”

沃德认为，合乎逻辑的下一步是了解扩展这项技术的可行性。他说:“如果成功，我同意作者的观点，即这项技术可以增加尼龙消费品的循环性，减少最终进入垃圾填埋场的尼龙数量。”

Yutan Getzler是俄亥俄州凯尼恩学院高分子化学和回收专家，他说尼龙-6回收的问题不是化学问题，而是经济问题。他解释说，目前有非常完善的工业流程来回收尼龙，并将其作为其他产品转售，“但它们是否有效运作的问题实际上与石油价格的波动有关，这将决定石油衍生的己内酰胺相对于化学回收材料的价格。”他说，要在工业规模上有效地运行一个过程，你无法获得足够的氢，而这不是催化能解决的问题。

丽贝卡成为了美国通讯员 《化学世界》2014年9月版，文学学士 自2007年以来，他一直以自由撰稿人的身份为该杂志撰稿。查看完整档案

丽贝卡·特雷格报道

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