La catalyse photothermique, alimentée par l’énergie solaire propre, offre une solution efficace pour convertir les déchets plastiques en produits chimiques précieux. Ce processus catalytique exploite la puissance de l’énergie solaire et la convertit en énergie chimique. Cependant, le développement de catalyseurs photothermiques qui présentent une efficacité de conversion et une activité catalytique élevées pose des défis importants.
Une percée récente vient d’une équipe de recherche dirigée par le professeur Jinxing Chen de l’Université Soochow, en Chine. Ils ont développé avec succès un catalyseur photothermique intégré comprenant du c-ZIF-8 recouvert d’une couche de SiO2. Cette approche innovante se concentre sur l’amélioration de l’activité catalytique en minimisant la perte de rayonnement thermique et en maximisant l’effet de chauffage localisé du catalyseur.
Les résultats ont été publiés dans Journal chinois de catalyse.
Cette étude introduit une nouvelle approche de conception de catalyseur qui implique la synthèse de nanoparticules ZIF-8 à l’aide d’une méthode de modèle. Pour créer un catalyseur photothermique intégré (c-ZIF-8@SiO2), une couche de SiO2 est déposée sur la surface de ZIF-8, suivie d’un traitement de carbonisation à haute température. Le matériau carboné interne du catalyseur absorbe l’énergie solaire et génère de la chaleur, tandis que la couche externe de SiO2 permet sélectivement la pénétration de la lumière solaire, qui est ensuite absorbée par le noyau de carbone.
Cette conception réduit efficacement la perte de rayonnement thermique du noyau de carbone interne et améliore l’effet thermique local pendant le processus de catalyse photothermique. De plus, la coque en SiO2 offre un effet protecteur, ce qui se traduit par une grande stabilité du catalyseur. Dans l’ensemble, cette stratégie de conception de catalyseur offre une méthode universelle pour améliorer l’effet thermique local dans la catalyse photothermique et détient des applications potentielles dans le développement de systèmes catalytiques photothermiques efficaces.
En irradiant la lumière du soleil, le catalyseur c-ZIF-8@25SiO2 peut recycler efficacement le PET en monomères précieux. L’expérience de glycolyse du PET sous la lumière du soleil extérieure et la récupération sélective du PET à partir de plastiques mélangés démontrent en outre les applications prometteuses de la glycolyse catalytique photothermique du PET. La catalyse photothermique contribue non seulement à la conservation de l’énergie et à la réduction des émissions, à la promotion d’un développement vert et durable, mais fournit également de nouvelles idées et méthodes pour un recyclage chimique efficace des plastiques.
Plus d’information:
Xiangxi Lou et al, Recyclage catalytique photothermique hautement efficace du polyéthylène téréphtalate via un chauffage localisé renforcé, Journal chinois de catalyse (2023). DOI : 10.1016/S1872-2067(23)64435-3