Beta@ZIF-67 Composite for Catalytic Degradation of Polylactic Acid Plastics

doi:10.7503/cjcu20240221

Abstract

Abstract:

Biodegradable plastics， such as polylactic acid（PLA）， are preferable to traditional petroleum-based plastics. However， the natural degradation of PLA takes a long time and releases CO₂. Therefore， upcycling PLA is a better option for achieving sustainable development. In this study， a Beta@ZIF-67 composite was developed for efficient catalytic degradation of waste PLA plastics， which was achieved by growing the zeolitic imidazolate framework-67（ZIF-67） on the surface of Beta zeolite. As a result， the real-life PLA plastics were completely converted to methyl lactate in just 4 h at 180 ℃ with a yield up to 76.4%. The high catalytic efficiency was attributed to the composite's open pore structure， large specific surface area， and the synergistic effect of the active sites provided by ZIF-67（Lewis acid/base） and Beta zeolite（Brønsted acid）. Overall， this study provides a new way for designing and synthesizing zeolite-based composite catalysts， which show promising applications in the catalytic degradation of plastics.

Key words: Beta zeolite, Zeolitic imidazolate framework, Polylactic acid, Catalytic degradation

CLC Number:

O614

TrendMD:

WANG Chenzhu, GAO Mingkun, GAO Yanjing, QI Sixian, YU Jihong. Beta@ZIF-67 Composite for Catalytic Degradation of Polylactic Acid Plastics[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2024, 45(9): 20240221.

Figures/Tables 8

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Sample	S_BET/（m²·g^-1）	S_micro/（m²·g^-1）	S_ext/（m²·g^-1）	V_micro/（cm³·g^-1）
Beta@ZIF⁃67	1306	1230	75	0.46
Beta⁃E₁@ZIF⁃67	852	757	95	0.35
Beta⁃E₂@ZIF⁃67	1111	1011	99	0.39

Sample	S_BET/（m²·g^-1）	S_micro/（m²·g^-1）	S_ext/（m²·g^-1）	V_micro/（cm³·g^-1）
Beta@ZIF⁃67	1306	1230	75	0.46
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