Development of Catalytic Hydrogen Transfer Process for Chemical Recycling of Waste Plastics

• Project/Area Number: 24510090
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Environmental technology/Environmental materials
• Research Institution: Muroran Institute of Technology
• Principal Investigator: UEMICHI Yoshio 室蘭工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90168659)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): KANDA Yasuharu 室蘭工業大学, 工学研究科, 助教 (70447085)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000); Fiscal Year 2014: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2013: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2012: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
• Keywords: 廃プラスチック / ケミカルリサイクル / ポリプロピレン / ポリスチレン / 水素移行 / 芳香族炭化水素 / ガリウムゼオライト / 亜鉛ゼオライト / プラスチック / リサイクル / 接触分解 / コーキング / 触媒 / 化学原料

Outline of Final Research Achievements

Catalytic degradation of polystyrene/polypropylene mixtures has been carried out using gallium supported H-ZSM-5 zeolite catalyst. It has been found that the gallium catalyst is highly active for producing aromatic hydrocarbons in the degradation of the mixtures and the hydrogen atoms generated from the aromatization of polypropylene-decomposed fragments suppress the coking of polystyrene. The hydrogen transfer degradation thus developed is effective to establish a chemical recycling process in which waste hydrocarbon plastics are selectively converted into useful aromatic hydrocarbons. Furthermore, Zn/H-ZSM-5 also shows a high catalytic activity for the degradation of the plastics.

Research Products

• [Journal Article] プラスチックリサイクル触媒の開発と新しいケミカルリサイクルシステムの構築 (2014)
  • Author(s): 上道芳夫
  • Journal Title: ペトロテック Volume: 37 Pages: 683-686
  • NAID: 40020204086
• [Journal Article] ガリウムゼオライト系触媒を用いる低密度ポリエチレンの接触分解による石油化学原料化ケミカルリサイクル (2013)
  • Author(s): 上道芳夫，落合嘉美，田 幸恵，山田誠人，勝倉燿平，神田康晴，杉岡正敏
  • Journal Title: 高分子論文集 Volume: 70 Pages: 738-743
  • NAID: 130004489449
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ポリオレフィン由来水素を利用した廃プラスチックの高度ケミカルリサイクルシステムの構築 (2015)
  • Author(s): 篠原猛真，勝倉耀平，神田康晴，上道芳夫
  • Organizer: 日本化学会第95春季年会
  • Place of Presentation: 日大船橋（千葉県，船橋市）
  • Year and Date: 2015-03-27
• [Presentation] 炭化水素系プラスチックのケミカルリサイクル (2015)
  • Author(s): 篠原猛真，勝倉耀平，神田康晴，上道芳夫
  • Organizer: 化学系学協会北海道支部2015年冬季研究発表会
  • Place of Presentation: 北海道大学（北海道，札幌市）
  • Year and Date: 2015-01-28
• [Presentation] プラスチック分解触媒の開発とケミカルリサイクル (2014)
  • Author(s): 上道芳夫
  • Organizer: 触媒学会北海道支部札幌講演会
  • Place of Presentation: 北海道大学（北海道，札幌市）
  • Year and Date: 2014-11-11
  • Invited
• [Presentation] 廃プラスチックのケミカルリサイクルのための高性能分解触媒の開発 (2014)
  • Author(s): 野口知，大石亮太，山田恭平，神田康晴，上道芳夫
  • Organizer: 第4回CSJ化学フェスタ2014
  • Place of Presentation: タワーホール船堀（東京都，江戸川区）
  • Year and Date: 2014-10-16
• [Presentation] ポリオレフィン水素を利用した廃プラスチックの新しいケミカルリサイクルシステムの構築 (2014)
  • Author(s): 勝倉耀平，篠原猛真，神田康晴，上道芳夫
  • Organizer: 第4回CSJ化学フェスタ2014
  • Place of Presentation: タワーホール船堀（東京都，江戸川区）
  • Year and Date: 2014-10-15
• [Presentation] 炭化水素系プラスチックの化学原料化ケミカルリサイクル (2014)
  • Author(s): 勝倉耀平，篠原猛真，神田康晴，上道芳夫
  • Organizer: FSRJ第17回研究討論会
  • Place of Presentation: 名古屋大学（愛知県，名古屋市）
  • Year and Date: 2014-09-11
• [Presentation] 炭化水素系プラスチックの接触分解における共存水素の影響 (2014)
  • Author(s): 篠原猛真，勝倉耀平，神田康晴，上道芳夫
  • Organizer: 日本化学会北海道支部2014年夏季研究発表会
  • Place of Presentation: 苫小牧高専（北海道，苫小牧市）
  • Year and Date: 2014-07-12
• [Presentation] 触媒を用いるポリスチレンおよびポリプロピレンのケミカルリサイクル (2012)
  • Author(s): 山田誠人、庄司眞、神田康晴、杉岡正敏、上道芳夫
  • Organizer: 第110回触媒討論会
  • Place of Presentation: 九州大学
• [Presentation] ガリウムゼオライト系触媒を用いるポリスチレン／ポリオレフィン混合物の接触分解によるケミカルリサイクル
  • Author(s): 勝倉燿平，山田誠人，神田康晴，杉岡正敏，上道芳夫
  • Organizer: 第62回高分子討論会
  • Place of Presentation: 金沢大学（石川県，金沢市）
• [Presentation] Ga担持H-ZSM-5触媒を用いる廃プラスチックのケミカルリサイクル
  • Author(s): 庄司 眞，神田康晴，上道芳夫
  • Organizer: 第3回CSJ化学フェスタ2013
  • Place of Presentation: タワーホール船堀（東京都，江戸川区）
• [Presentation] ポリプロピレンの二段接触分解による高効率化学原料化ケミカルリサイクル
  • Author(s): 中屋克俊，神田康晴，杉岡正敏，上道芳夫
  • Organizer: 第43回石油・石油化学討論会
  • Place of Presentation: 北九州国際会議場（福岡県，北九州市）
• [Presentation] 炭化水素系プラスチック混合物の接触分解による化学原料化ケミカルリサイクル
  • Author(s): 勝倉燿平，神田康晴，杉岡正敏，上道芳夫
  • Organizer: 化学系学協会北海道支部2014年冬季研究発表会
  • Place of Presentation: 北海道大学（北海道，札幌市）
• [Presentation] 種々の担持ガリウム触媒によるポリエチレンの分解
  • Author(s): 野口 知，神田康晴，杉岡正敏，上道芳夫
  • Organizer: 化学系学協会北海道支部2014年冬季研究発表会
  • Place of Presentation: 北海道大学（北海道，札幌市）
• [Presentation] Zn担持ゼオライト触媒を用いるポリエチレンの接触分解によるケミカルリサイクル
  • Author(s): 大石亮太，神田康晴，杉岡正敏，上道芳夫
  • Organizer: 日本化学会第94春季年会
  • Place of Presentation: 名古屋大学（愛知県，名古屋市）
• [Presentation] ポリスチレン/ポリプロピレン混合物の接触分解による石油化学原料化ケミカルリサイクル
  • Author(s): 勝倉耀平、山田誠人、庄司眞、神田康晴、杉岡正敏、上道芳夫
  • Organizer: 第2回高分子学会グリーンケミストリー研究会シンポジウム
  • Place of Presentation: 日本大学