近日,中国中化旗下蓝星埃肯公司科学家与合作伙伴共同领衔的研究成果《用三氯化硼催化回收有机硅废料以产生关键氯硅烷》正式发表于《Science》杂志。该文章首次揭示在接近室温的40℃环境下,利用高效镓催化剂实现废旧有机硅回收过程反应速率提升百万倍。
有机硅材料因其优异的机械性能、热稳定性、化学耐受性和低毒性,广泛应用于日常生活、汽车制造、电子电器、医疗保健和航空等多个领域。据统计,2024年全球有机硅消费量(以硅氧烷计)约为310万吨,市场价值约400亿美元。然而,有机硅生产过程能耗高且会排放大量二氧化碳;其废弃物的处理方式主要是焚烧或填埋,不仅浪费资源,还对环境造成很大影响。
研究团队针对这一问题,提出一种创新的化学回收方法,在40℃的低温条件下即可高效地将各种有机硅废弃物转化为氯硅烷,重新用于有机硅生产,从而实现有机硅的循环利用。在这一过程中,研究团队通过大量实验优化了催化剂和反应条件,发现镓催化剂与三氯化硼的结合能够显著降低反应能垒,提高反应速率和产率。
实验结果显示,无论是硅油、硅橡胶还是工业有机硅废弃物,甚至是含有填料和添加剂的复杂有机硅制品,都可以通过这项技术进行回收利用。