中國科學院山西煤炭化學研究所研究員侯相林帶領的研究團隊,提出選擇性斷鍵降解回收熱固性樹脂的新思路,并利用配位不飽和或弱配位的金屬離子選擇性地斷裂樹脂化學鍵,實現了熱固性樹脂基復合材料的高效降解和全成分回收。利用水相體系配位不飽和的鋅離子選擇性地斷裂環氧樹脂的碳氮鍵,實現了碳纖維增強環氧樹脂的高效降解及循環利用(GreenChem.,2015,17,2141-2145);利用弱配位的鋁離子選擇性斷裂酯鍵,實現了玻璃纖維增強不飽和基質樹脂(俗稱玻璃鋼)的降解回收(GreenChem.,2015,DOI:10.1039/C5GC01048A)。相關工作同時申報三項國家發明專利,其中一項已獲得授權(ZL201310163799.1,201410562107.5,201510056492.0)。
熱固性樹脂由于其不溶不熔的三維立體結構,導致其回收利用十分困難。經濟綠色地打開熱固性樹脂中穩固的C-N鍵以及C-O鍵是目前催化及環境領域的研究熱點。選擇性斷鍵的挑戰在于選擇性地活化反應活性位,配位不飽和或者弱配位金屬離子具有強烈絡合傾向,容易與樹脂中雜原子發生相互作用,弱化碳雜原子鍵,進而催化其選擇性斷裂。該項研究對回收纖維的損傷小,選擇性的斷裂化學鍵使得基體降解產物組成單一,有利于再次利用;同時,該研究通過調控金屬離子配位狀態選擇性活化并斷裂C-N鍵或C-O鍵,具有重要的科學價值。