ДОСЛІДЖЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ НИЗЬКОТЕМПЕРАТУРНОГО КАТАЛІТИЧНОГО РОЗКЛАДУ ПОЛІСТИРОЛУ З ВИКОРИСТАННЯМ КАТАЛІЗАТОРІВ НА ОСНОВІ АЛЮМОСИЛІКАТІВ
Introduction. The global plastic pollution crisis has necessitated the development of efficient recyclingstrategies to mitigate environmental harm. Polystyrene, due to its chemical inertness and resistance to natural degradation, has posed a particular challenge.Problem Statement. Although promising...
Збережено в:
| Дата: | 2026 |
|---|---|
| Автори: | , , , , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Англійська |
| Опубліковано: |
PH “Akademperiodyka”
2026
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://scinn-eng.org.ua/ojs/index.php/ni/article/view/972 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Science and Innovation |
Репозитарії
Science and Innovation| _version_ | 1859471866543996928 |
|---|---|
| author | PAVLOVSKYI, D. SAKARA, M. IVANENKO, V. YANUSHEVSKA, O. KURYLENKO, V. LEVANDOVSKY, I. GAIDAI, O. KUSHKO, A. DONTSOVA, T. |
| author_facet | PAVLOVSKYI, D. SAKARA, M. IVANENKO, V. YANUSHEVSKA, O. KURYLENKO, V. LEVANDOVSKY, I. GAIDAI, O. KUSHKO, A. DONTSOVA, T. |
| author_sort | PAVLOVSKYI, D. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-02-15T11:59:26Z |
| description | Introduction. The global plastic pollution crisis has necessitated the development of efficient recyclingstrategies to mitigate environmental harm. Polystyrene, due to its chemical inertness and resistance to natural degradation, has posed a particular challenge.Problem Statement. Although promising advances in catalytic depolymerization have been achieved, the high cost and limited availability of platinum group metals have hindered their large-scale application. Transition metals represent more affordable yet effective catalytic alternatives; however, a gap has remained in understanding how catalyst composition and process conditions influence the efficiency of polystyrene degradation.Purpose. This study has aimed to evaluate the performance of synthetic aluminosilicate catalysts and natural Ukrainian zeolite from the Sokyrnytsia deposit in the low-temperature catalytic degradation of polystyrene.Materials and Methods. Catalysts have been prepared via acid treatment (for natural zeolite) and impregnation with Ni and Co salts (for synthetic Y-type zeolite). X-ray diffraction and low-temperature nitrogen adsorption–desorption methods have been employed to characterize catalyst structure and porosity. Catalytic degradation of polystyrene (at 169—200 0C) has been carried out under reduced pressure or under a H2—N2 (1:1) flow.Results. Under reduced pressure, acid-activated natural zeolite (Zeo-1) has achieved the highest total yield of target compounds (up to 72%), with a particularly high yield of methylstyrene (32.5%). In a hydrogen atmosphere, the overall yield of valuable products has increased (to 78% for certain catalysts), although the total liquid yield has decreased. Cobalt-containing catalysts have been established to boost particularly the hydrogenation of styrene to ethylbenzene. Natural zeolites have demonstrated performance comparable to that of synthetic aluminosilicates in plastic degradation. Proposed reaction mechanisms have shown that transition metals (Ni, Co) enhance C—C bond cleavage, yielding valuable monomers and partially hydrogenated products.Conclusions. The findings obtained have paved the way for developing cost-effective, high-performance catalystsfor polystyrene utilization. |
| first_indexed | 2026-03-12T15:49:20Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs2.scinn-eng.org.ua:article-972 |
| institution | Science and Innovation |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2026-03-12T15:49:20Z |
| publishDate | 2026 |
| publisher | PH “Akademperiodyka” |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs2.scinn-eng.org.ua:article-9722026-02-15T11:59:26Z Effectiveness of Low-Temperature Catalytic Degradation of Polystyrene with the Use of Aluminosilicate Catalysts ДОСЛІДЖЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ НИЗЬКОТЕМПЕРАТУРНОГО КАТАЛІТИЧНОГО РОЗКЛАДУ ПОЛІСТИРОЛУ З ВИКОРИСТАННЯМ КАТАЛІЗАТОРІВ НА ОСНОВІ АЛЮМОСИЛІКАТІВ PAVLOVSKYI, D. SAKARA, M. IVANENKO, V. YANUSHEVSKA, O. KURYLENKO, V. LEVANDOVSKY, I. GAIDAI, O. KUSHKO, A. DONTSOVA, T. полістирол каталітичний крекінг низькотемпературний процес алюмосилікати природний цеоліт газорідинна хроматографія polystyrene catalytic cracking low-temperature process aluminosilicates natural zeolite gas-liquid chromatography Introduction. The global plastic pollution crisis has necessitated the development of efficient recyclingstrategies to mitigate environmental harm. Polystyrene, due to its chemical inertness and resistance to natural degradation, has posed a particular challenge.Problem Statement. Although promising advances in catalytic depolymerization have been achieved, the high cost and limited availability of platinum group metals have hindered their large-scale application. Transition metals represent more affordable yet effective catalytic alternatives; however, a gap has remained in understanding how catalyst composition and process conditions influence the efficiency of polystyrene degradation.Purpose. This study has aimed to evaluate the performance of synthetic aluminosilicate catalysts and natural Ukrainian zeolite from the Sokyrnytsia deposit in the low-temperature catalytic degradation of polystyrene.Materials and Methods. Catalysts have been prepared via acid treatment (for natural zeolite) and impregnation with Ni and Co salts (for synthetic Y-type zeolite). X-ray diffraction and low-temperature nitrogen adsorption–desorption methods have been employed to characterize catalyst structure and porosity. Catalytic degradation of polystyrene (at 169—200 0C) has been carried out under reduced pressure or under a H2—N2 (1:1) flow.Results. Under reduced pressure, acid-activated natural zeolite (Zeo-1) has achieved the highest total yield of target compounds (up to 72%), with a particularly high yield of methylstyrene (32.5%). In a hydrogen atmosphere, the overall yield of valuable products has increased (to 78% for certain catalysts), although the total liquid yield has decreased. Cobalt-containing catalysts have been established to boost particularly the hydrogenation of styrene to ethylbenzene. Natural zeolites have demonstrated performance comparable to that of synthetic aluminosilicates in plastic degradation. Proposed reaction mechanisms have shown that transition metals (Ni, Co) enhance C—C bond cleavage, yielding valuable monomers and partially hydrogenated products.Conclusions. The findings obtained have paved the way for developing cost-effective, high-performance catalystsfor polystyrene utilization. Вступ. Глобальна криза забруднення пластиком вимагає ефективних стратегій його переробки для зменшення шкоди довкіллю. Зокрема, особливу проблему становить полістирол через свою хімічну інертність та стійкість до природного розкладання.Проблематика. Незважаючи на досягнення у галузі каталітичної деполімеризації, висока вартість і дефіцит металів платинової групи перешкоджають їх широкомасштабному застосуванню. Перехідні металиє доступними і ефективними каталізаторами, проте залишається прогалина у розумінні того, як складкаталізатора та умови процесу впливають на ефективність розкладання полістиролу.Мета. Дослідження ефективності синтетичних та природних алюмосилікатних каталізаторів у низькотемпературному каталітичному розкладанні полістиролу.Матеріали й методи. Каталізатори було підготовлено шляхом кислотної обробки (для природного цеоліту) та просочення солями Ni й Co (для синтетичного цеоліту Y-типу). Рентгенівська дифракція, низькотемпературна адсорбція-десорбція азоту характеризували структуру та пористість каталізатора. Каталітичний розпад полістиролу (при 169—200 0C) виконано під зниженим тиском або при потоці H2—N2 (1:1).Результати. За зниженого тиску кислотно-активований природний цеоліт (Zeo-1) досяг найвищого загального відсотка цільових сполук (до 72 %), що особливо помітно для метилстиролу (32,5 %). В атмосфері водню загальний вихід цінних продуктів збільшився (до 78 % для деяких каталізаторів), хоча загальний вихід рідкої фази зменшився. Каталізатори, що містять кобальт, особливо сприяли гідруванню стиролу до етилбензолу. Природні цеоліти продемонстрували майже однакову ефективність із синтетичними алюмосилікатами при розкладанні пластику. Запропоновані механізми реакції свідчать про те, що перехідні метали (Ni, Co) посилюють розрив зв’язків C—C, що призводить до утворення цінних мономерів і частково гідрованих продуктів.Висновки. Отримані дані відкривають шлях до розробки економічно ефективних високопродуктивних каталізаторів для утилізації полістиролу. PH “Akademperiodyka” 2026-02-15 Article Article Рецензована стаття Peer-reviewed article application/pdf https://scinn-eng.org.ua/ojs/index.php/ni/article/view/972 10.15407/scine22.01.083 Science and Innovation; Том 22 № 1 (2026): Science and Innovation; 83-93 Science and Innovation; Vol. 22 No. 1 (2026): Science and Innovation; 83-93 2413-4996 2409-9066 10.15407/scine22.01 en https://scinn-eng.org.ua/ojs/index.php/ni/article/view/972/309 Copyright (c) 2026 Copyright Notice Authors published in the journal “Science and Innovation” agree to the following conditions: Authors retain copyright and grant the journal the right of first publication. Authors may enter into separate, additional contractual agreements for non-exclusive distribution of the version of their work (article) published in the journal “Science and Innovation” (for example, place it in an institutional repository or publish in their book), while confirming its initial publication in the journal “Science and innovation.” Authors are allowed to place their work on the Internet (for example, in institutional repositories or on their website). https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/ |
| spellingShingle | полістирол каталітичний крекінг низькотемпературний процес алюмосилікати природний цеоліт газорідинна хроматографія PAVLOVSKYI, D. SAKARA, M. IVANENKO, V. YANUSHEVSKA, O. KURYLENKO, V. LEVANDOVSKY, I. GAIDAI, O. KUSHKO, A. DONTSOVA, T. ДОСЛІДЖЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ НИЗЬКОТЕМПЕРАТУРНОГО КАТАЛІТИЧНОГО РОЗКЛАДУ ПОЛІСТИРОЛУ З ВИКОРИСТАННЯМ КАТАЛІЗАТОРІВ НА ОСНОВІ АЛЮМОСИЛІКАТІВ |
| title | ДОСЛІДЖЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ НИЗЬКОТЕМПЕРАТУРНОГО КАТАЛІТИЧНОГО РОЗКЛАДУ ПОЛІСТИРОЛУ З ВИКОРИСТАННЯМ КАТАЛІЗАТОРІВ НА ОСНОВІ АЛЮМОСИЛІКАТІВ |
| title_alt | Effectiveness of Low-Temperature Catalytic Degradation of Polystyrene with the Use of Aluminosilicate Catalysts |
| title_full | ДОСЛІДЖЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ НИЗЬКОТЕМПЕРАТУРНОГО КАТАЛІТИЧНОГО РОЗКЛАДУ ПОЛІСТИРОЛУ З ВИКОРИСТАННЯМ КАТАЛІЗАТОРІВ НА ОСНОВІ АЛЮМОСИЛІКАТІВ |
| title_fullStr | ДОСЛІДЖЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ НИЗЬКОТЕМПЕРАТУРНОГО КАТАЛІТИЧНОГО РОЗКЛАДУ ПОЛІСТИРОЛУ З ВИКОРИСТАННЯМ КАТАЛІЗАТОРІВ НА ОСНОВІ АЛЮМОСИЛІКАТІВ |
| title_full_unstemmed | ДОСЛІДЖЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ НИЗЬКОТЕМПЕРАТУРНОГО КАТАЛІТИЧНОГО РОЗКЛАДУ ПОЛІСТИРОЛУ З ВИКОРИСТАННЯМ КАТАЛІЗАТОРІВ НА ОСНОВІ АЛЮМОСИЛІКАТІВ |
| title_short | ДОСЛІДЖЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ НИЗЬКОТЕМПЕРАТУРНОГО КАТАЛІТИЧНОГО РОЗКЛАДУ ПОЛІСТИРОЛУ З ВИКОРИСТАННЯМ КАТАЛІЗАТОРІВ НА ОСНОВІ АЛЮМОСИЛІКАТІВ |
| title_sort | дослідження ефективності низькотемпературного каталітичного розкладу полістиролу з використанням каталізаторів на основі алюмосилікатів |
| topic | полістирол каталітичний крекінг низькотемпературний процес алюмосилікати природний цеоліт газорідинна хроматографія |
| topic_facet | полістирол каталітичний крекінг низькотемпературний процес алюмосилікати природний цеоліт газорідинна хроматографія polystyrene catalytic cracking low-temperature process aluminosilicates natural zeolite gas-liquid chromatography |
| url | https://scinn-eng.org.ua/ojs/index.php/ni/article/view/972 |
| work_keys_str_mv | AT pavlovskyid effectivenessoflowtemperaturecatalyticdegradationofpolystyrenewiththeuseofaluminosilicatecatalysts AT sakaram effectivenessoflowtemperaturecatalyticdegradationofpolystyrenewiththeuseofaluminosilicatecatalysts AT ivanenkov effectivenessoflowtemperaturecatalyticdegradationofpolystyrenewiththeuseofaluminosilicatecatalysts AT yanushevskao effectivenessoflowtemperaturecatalyticdegradationofpolystyrenewiththeuseofaluminosilicatecatalysts AT kurylenkov effectivenessoflowtemperaturecatalyticdegradationofpolystyrenewiththeuseofaluminosilicatecatalysts AT levandovskyi effectivenessoflowtemperaturecatalyticdegradationofpolystyrenewiththeuseofaluminosilicatecatalysts AT gaidaio effectivenessoflowtemperaturecatalyticdegradationofpolystyrenewiththeuseofaluminosilicatecatalysts AT kushkoa effectivenessoflowtemperaturecatalyticdegradationofpolystyrenewiththeuseofaluminosilicatecatalysts AT dontsovat effectivenessoflowtemperaturecatalyticdegradationofpolystyrenewiththeuseofaluminosilicatecatalysts AT pavlovskyid doslídžennâefektivnostínizʹkotemperaturnogokatalítičnogorozkladupolístiroluzvikoristannâmkatalízatorívnaosnovíalûmosilíkatív AT sakaram doslídžennâefektivnostínizʹkotemperaturnogokatalítičnogorozkladupolístiroluzvikoristannâmkatalízatorívnaosnovíalûmosilíkatív AT ivanenkov doslídžennâefektivnostínizʹkotemperaturnogokatalítičnogorozkladupolístiroluzvikoristannâmkatalízatorívnaosnovíalûmosilíkatív AT yanushevskao doslídžennâefektivnostínizʹkotemperaturnogokatalítičnogorozkladupolístiroluzvikoristannâmkatalízatorívnaosnovíalûmosilíkatív AT kurylenkov doslídžennâefektivnostínizʹkotemperaturnogokatalítičnogorozkladupolístiroluzvikoristannâmkatalízatorívnaosnovíalûmosilíkatív AT levandovskyi doslídžennâefektivnostínizʹkotemperaturnogokatalítičnogorozkladupolístiroluzvikoristannâmkatalízatorívnaosnovíalûmosilíkatív AT gaidaio doslídžennâefektivnostínizʹkotemperaturnogokatalítičnogorozkladupolístiroluzvikoristannâmkatalízatorívnaosnovíalûmosilíkatív AT kushkoa doslídžennâefektivnostínizʹkotemperaturnogokatalítičnogorozkladupolístiroluzvikoristannâmkatalízatorívnaosnovíalûmosilíkatív AT dontsovat doslídžennâefektivnostínizʹkotemperaturnogokatalítičnogorozkladupolístiroluzvikoristannâmkatalízatorívnaosnovíalûmosilíkatív |