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新低温催化法将塑料垃圾“变废为宝”

来源:科技日报2020-10-26 09:54

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  科技日报北京10月25日电(记者刘霞)美国研究人员在最新一期《科学》杂志撰文指出,他们采用一种简单的低温催化方法,将很多塑料内包含的聚乙烯聚合物转化成了高价值的烷基芳族分子,后者是很多工业化学品和消费品的基本原料。新方法简单且成本低廉,为塑料废物的循环再利用开辟了新途径。

  从食品包装到医疗领域所用的无菌材料再到价格低廉的部件等,塑料在日常生活中随处可见,全球每年制造出的塑料产值约为2000亿美元,但其回收处理和再利用是一大难题。

  加州大学圣巴巴拉分校研究人员解释说,使塑料有用的特性也是使它们可以长期存在的原因就是它们的化学惰性,塑料通常不会与环境中的其他成分发生反应,这使塑料自然分解的速度异常缓慢,而人工分解又会消耗大量能源。

  研究人员麦哈德·阿布-奥马尔解释说:“塑料由碳-碳和碳-氢键组成,很难化学回收。尽管科学家们在实现塑料可持续使用方面开展了大量研究,但能源成本一直是个‘拦路虎’”。

  为更好地将塑料中的聚乙烯“变废为宝”,研究人员提出了一种新的串联催化方法,该方法不仅可以直接将废弃塑料中的聚乙烯转变为高价值烷基芳族分子,而且还可以高效、低成本、低能耗地进行。

  研究人员解释称,常规方法需要500至1000摄氏度才能将聚烯烃链分解成小块,然后让它们重组成由气体、液体和焦炭混合而成的产物,而他们的新催化过程的最佳温度为300摄氏度附近,反应条件相对温和,有助于将聚合物分解为多种大分子。而且,新过程没有进行多次转换,流程简单。

  此外,新方法不需要添加溶剂或氢,只需氧化铝催化剂上的铂即可进行串联反应,这一反应既打破了坚韧的碳-碳键,又重新排列了聚合物的分子“骨架”,形成高价值的烷基芳族分子,这些分子可广泛用于制造溶剂、油漆、润滑剂、清洁剂,药品等。据悉,研究人员计划进一步提升这一过程的效率。

[ 责编:蔡琳 ]
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