名古屋大學開發出一項可將大量廢棄PET寶特瓶（聚對苯二甲酸乙二酯）直接轉換為高機能性金屬有機框架(MOF)材料的新技術。此方法無須先將PET分解與純化，即可在單一反應容器內直接完成MOF合成。所得材料具有優異的二氧化碳(CO₂)吸附能力，可望應用於工業排氣處理與直接空氣捕集(DAC)技術，同時因應廢塑膠資源化與脫碳需求。
名古屋大學開發的One-pot單槽式製程，可直接將廢PET瓶投入反應器中進行MOF合成。既有方法須先將PET分解成對苯二甲酸，再經純化後與金屬鹽反應，流程繁複。新製程則可省略多道前處理步驟，藉此可望降低製程數量、試劑使用量、能耗以及反應時間。
此項技術的核心在於在水熱條件下同步進行PET分解與MOF晶體形成。研究團隊利用醋酸調控兩項反應速率，成功在短時間內完成高效率合成。實驗中，8小時內即可達到最高81.7%的MOF產率。相較之下，既有One-pot技術即使使用具有危險性的氫氟酸，產率也僅約56%；若不使用氫氟酸，類似方法產率更只有約10%。名古屋大學指出，能以相對安全的醋酸達成高產收率，對於廢PET高值化具有重要意義。
獲得之MOF材料的比表面積每克約2,400平方公尺，具有優異的多孔性結構，其CO₂吸附性能與使用純對苯二甲酸原料製作的MOF相當。在20℃、100 kPa條件下，每克MOF可吸附約0.08克CO₂，相當於約100公升空氣中的CO₂含量。此外，名古屋大學亦可將MOF粒徑控制於數十至數百奈米範圍。研究團隊認為，PET來源的對苯二甲酸在反應系統中逐步釋放，使其能與金屬離子適當結晶，因此即使未使用高純度原料，仍可形成高結晶性與高孔隙度結構。
研究團隊進一步在MOF孔洞內導入胺基官能基，以強化與CO₂之間的相互作用，促使低壓條件下的CO₂吸附量最高可以提升約10倍。此成果對於處理大氣中低濃度CO₂的DAC技術尤其重要，顯示新材料在未來碳捕捉領域具高度潛力。在實用化評估方面，名古屋大學將MOF製成顆粒後，持續流入含CO₂氣體進行測試。結果顯示，即使在高濕度環境下，其吸附性能也未有明顯下降，且經反覆使用後仍能維持穩定性能。由於工業排氣通常含有大量水分，因此高濕度耐受性對實際應用至關重要，可望應用於工廠與發電廠等排氣處理設備。
今後名古屋大學將著重於製程規模擴大、降低能耗與溶劑使用量等研究，以及在真實排氣環境下進行吸附效率與耐久性驗證，並推動與企業合作展開製程評估。除了PET瓶之外，研究團隊也將探索纖維、衣物等更複雜之PET廢棄物的適用性。名古屋大學表示，未來不應僅將廢棄物視為須處理的對象，而應轉換為更高附加價值的機能性材料。具成本合理性的回收與升級再造技術，將成為建構循環經濟與低碳社會的重要關鍵。