ADVANCING PET RECYCLING: THE APPLICATION OF NOVEL CATALYSTS IN DEPOLYMERIZATION PROCESS. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF Thesis_Karayev_Final_version.pdf Restricted to Repository staff only until 5 December 2025. Download (3MB)

Arabic Abstract

تعد إعادة تدوير البولي إيثيلين تيرفثالات (PET) ممارسة بالغة الأهمية للتخفيف من تلوث البلاستيك وتعزيز الاقتصاد الدائري. تبحث هذه الأطروحة في التحلل السكري التحفيزي للبولي إيثيلين تيرفثالات باستخدام مواد مستدامة، مثل هيدروكسيدات مزدوجة الطبقات (LDHs) والسوائل الأيونية، كمحفزات. استكشفنا الفعالية التحفيزية وقمنا بتحسين معلمات التفاعل لتعزيز تحويل البولي إيثيلين تيرفثالات وكفاءته. تم فحص العوامل المحفزة المطورة باستخدام حيود الأشعة السينية (XRD)، وقياس الطيف بالأشعة تحت الحمراء (FT-IR)، وتحليل السطح بروناور-إيميت-تيلر (BET)، وتحليل الرنين المغناطيسي النووي (NMR)، والتحليل الحراري الوزني (TGA)، مما أكد فعاليتها في جليكوليز PET. من خلال الدراسات المنهجية، تم تحسين ظروف التفاعل، وتحقيق عائد يفوق 75% من ثنائي هيدروكسي إيثيل تيريفثاليت (BHET) خلال ساعتين عند درجة حرارة 200 درجة مئوية، باستخدام تركيز محفز يتراوح بين 0.5-1%. علاوة على ذلك، تم إعادة بلمرة BHET المنتج بنجاح إلى PET بدون عوامل محفزة إضافية، مما يظهر إمكانات إعادة التدوير المغلقة. يمثل هذا النهج تقدماً كبيراً في إعادة تدوير PET، مع تحقيق تحويلات سريعة وعالية العائد بأثر بيئي ضئيل. يؤكد هذا العمل على أهمية التحفيز وهندسة التفاعل في إدارة المواد المستدامة

English Abstract

Polyethylene terephthalate (PET) recycling is a crucial practice for mitigating plastic pollution and advancing a circular economy. This thesis investigates the catalytic glycolysis of PET using sustainable materials, such as layered double hydroxides (LDHs) and ionic liquids, as catalysts. We explored the catalysts effectiveness and optimized the reaction parameters to enhance PET conversion and efficiency. The developed catalysts were characterized using X-ray diffraction (XRD), Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR), Brunauer-Emmett-Teller (BET) analysis, nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy, and thermogravimetric analysis (TGA), confirming their effectiveness in PET glycolysis. Our systematic studies optimized reaction conditions, achieving over 75% yield of bis(hydroxyethyl) terephthalate (BHET) within 2 hours at 200°C, with a catalyst loading of just 0.5-1%. Furthermore, the BHET produced was successfully repolymerized back into PET without additional catalysts, demonstrating closed-loop recycling potential. This approach represents a significant advancement in PET recycling, achieving rapid, high-yield conversions with minimal environmental impact. The work underscores the importance of catalysis and reaction engineering in sustainable materials management.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Chemistry Environmental Chemical Engineering
Department:	College of Chemicals and Materials > Chemical Engineering
Committee Advisor:	Al Harthi, Mamdouh
Committee Members:	Abdur Razzak, Shaikh and Mozahar, Mohammad and Al-Juhani, Abdulhadi Abdullah and Abdul Jameel, Abdul Gani
Depositing User:	AKMUHAMMET KARAYEV (g202211680)
Date Deposited:	10 Dec 2024 06:43
Last Modified:	10 Dec 2024 06:43
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/143109