(資料圖片)

中國航空報(bào)訊：在用過的口罩、雜貨袋和食品包裝袋中，有很多潛在的有用原材料。但是，不斷制造更多這些一次性塑料比回收和循環(huán)利用它們要便宜得多。如今，由美國能源部西北太平洋國家實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)國際研究小組已經(jīng)破解了阻礙以前嘗試分解這些持久性塑料的難題。他們在2月23日的《科學(xué)》雜志上刊發(fā)了他們的發(fā)現(xiàn)。

通常情況下，回收塑料需要“裂解”或拆開堅(jiān)韌而穩(wěn)定的化學(xué)鍵，這也使它們在環(huán)境中如此持久。這一裂解步驟需要高溫，使其變得昂貴和耗能。

新方法的創(chuàng)新之處在于將裂解步驟與第二個(gè)反應(yīng)步驟結(jié)合起來，立即完成轉(zhuǎn)化為類似汽油的液體燃料，而不產(chǎn)生不必要的副產(chǎn)品。第二個(gè)反應(yīng)步驟使用了所謂的烷基化催化劑。這些催化劑提供了一種目前由石油工業(yè)部署的化學(xué)反應(yīng)，以提高汽油的辛烷值。

在目前的研究中，至關(guān)重要的是，烷基化反應(yīng)緊接著裂解步驟，在一個(gè)單一的反應(yīng)容器中，接近室溫（70攝氏度）。

研究報(bào)告的作者、PNNL的化學(xué)家Oliver Y. Gutiérrez說：“裂解只是為了打破鍵，導(dǎo)致它們以一種不受控制的方式形成另一個(gè)鍵，而這是其他方法中的一個(gè)問題。這里的秘密配方是，當(dāng)在系統(tǒng)中打破一個(gè)鍵時(shí)，會(huì)立即以一種有針對性的方式制造另一個(gè)鍵，帶來想要的最終產(chǎn)品。這也是在低溫下實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換的秘密。”

在他們的研究中，由德國慕尼黑工業(yè)大學(xué)的科學(xué)家共同領(lǐng)導(dǎo)的研究小組指出，石油工業(yè)最近單獨(dú)發(fā)展，將這里報(bào)告的工藝的第二部分商業(yè)化用于原油加工。

該研究的資深作者、PNNL綜合催化研究所所長、德國慕尼黑工業(yè)大學(xué)化學(xué)教授Johannes Lercher說：“工業(yè)界已經(jīng)成功地部署了這些新興的烷基化催化劑，這表明它們具有穩(wěn)定的特性。這項(xiàng)研究指出了一個(gè)實(shí)用的新解決方案，以關(guān)閉廢舊塑料的碳循環(huán)，它比許多其他正在提出的方案更接近于實(shí)施?！?/p>

在他們的研究中，研究人員指出了他們發(fā)現(xiàn)的一個(gè)局限性。該工藝適用于低密度聚乙烯產(chǎn)品（LDPE，塑料樹脂代碼4），如塑料薄膜和可擠壓瓶，以及聚丙烯產(chǎn)品（PP，塑料樹脂代碼5），這些產(chǎn)品在美國的路邊回收項(xiàng)目中通常不被收集。高密度聚乙烯（HPDE，塑料樹脂代碼2）將需要進(jìn)行預(yù)處理，以使催化劑能夠接觸到它需要打破的鍵。

以石油為基礎(chǔ)的塑料廢料是一種尚未開發(fā)的資源，可以作為有用的耐用材料和燃料的起始材料。全球每年生產(chǎn)的3.6億噸塑料中，有一半以上是本研究的目標(biāo)塑料。但是，看到堆積如山的塑料并感受到它的價(jià)值，需要有創(chuàng)新者的心態(tài)、化學(xué)家的聰明才智，以及現(xiàn)實(shí)主義者對相關(guān)經(jīng)濟(jì)的理解。這些科學(xué)家正試圖通過應(yīng)用他們在有效打破化學(xué)鍵方面的專業(yè)知識來改變這一動(dòng)態(tài)。

Lercher說：“為了解決持久的廢棄塑料問題，我們需要達(dá)到一個(gè)臨界點(diǎn)，在這個(gè)臨界點(diǎn)上，收集塑料并將其返回使用比將其作為一次性用品更有意義。研究結(jié)果表明，我們可以在溫和的條件下迅速進(jìn)行這種轉(zhuǎn)換，這為推進(jìn)這一臨界點(diǎn)提供了一種解決方案?！?/p>

關(guān)鍵詞：