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新低溫催化法將塑膠垃圾“變廢為寶”

來源:科技日報 編輯:生態 人氣: 發佈時間:2020-10-26 14:26:44
摘要: 美國研究人員在最新一期《科學》雜誌撰文指出,他們採用一種簡單的低溫催化方法,將很多塑膠內包含的聚乙烯聚合物轉化成了高價值的烷基芳族分子,後者是很多工業化學品和消費品的基本原料。

美國研究人員在最新一期《科學》雜誌撰文指出,他們採用一種簡單的低溫催化方法,將很多塑膠內包含的聚乙烯聚合物轉化成了高價值的烷基芳族分子,後者是很多工業化學品和消費品的基本原料。新方法簡單且成本低廉,為塑膠廢物的迴圈再利用開闢了新途徑。

從食品包裝到醫療領域所用的無菌材料再到價格低廉的部件等,塑膠在日常生活中隨處可見,全球每年製造出的塑膠産值約為2000億美元,但其回收處理和再利用是一大難題。

加州大學聖巴巴拉分校研究人員解釋説,使塑膠有用的特性也是使它們可以長期存在的原因就是它們的化學惰性,塑膠通常不會與環境中的其他成分發生反應,這使塑膠自然分解的速度異常緩慢,而人工分解又會消耗大量能源。

研究人員麥哈德·阿布-奧馬爾解釋説:“塑膠由碳-碳和碳-氫鍵組成,很難化學回收。儘管科學家們在實現塑膠可持續使用方面開展了大量研究,但能源成本一直是個‘攔路虎’”。

為更好地將塑膠中的聚乙烯“變廢為寶”,研究人員提出了一種新的串聯催化方法,該方法不僅可以直接將廢棄塑膠中的聚乙烯轉變為高價值烷基芳族分子,而且還可以高效、低成本、低能耗地進行。

研究人員解釋稱,常規方法需要500至1000攝氏度才能將聚烯烴鏈分解成小塊,然後讓它們重組成由氣體、液體和焦炭混合而成的産物,而他們的新催化過程的最佳溫度為300攝氏度附近,反應條件相對溫和,有助於將聚合物分解為多種大分子。而且,新過程沒有進行多次轉換,流程簡單。

此外,新方法不需要添加溶劑或氫,只需氧化鋁催化劑上的鉑即可進行串聯反應,這一反應既打破了堅韌的碳-碳鍵,又重新排列了聚合物的分子“骨架”,形成高價值的烷基芳族分子,這些分子可廣泛用於製造溶劑、油漆、潤滑劑、清潔劑,藥品等。據悉,研究人員計劃進一步提升這一過程的效率。(劉霞)