据科技日报最新报道,美国加州大学伯克利分校和劳伦斯·伯克利国家实验室开发出一种新工艺,利用催化剂将长聚乙烯(PE)聚合物(塑料袋原料)分解成均匀的短链,即三碳分子丙烯,是制造其他高价值塑料(如聚丙烯)的原料。相关论文发表在最新一期《科学》杂志上。
聚乙烯约占全球塑料市场的1/3,每年有超过1亿吨的化石燃料产量,包括页岩气。解聚聚乙烯并将其转化为丙烯的新工艺是一种升级和回收的方式,它可以从基本上无价值的废物中生产出更高价值的产品,并减少化石燃料的使用。
新工艺需要使用催化剂来断裂聚乙烯上的两个碳氢键。研究人员首先使用铱催化剂,然后使用铂-锡和铂-锌催化剂来创建活性炭-碳双键。有了这个“间隙”,就有可能通过与乙烯和另外两种催化剂反应来打断聚合物的链。
然后,研究人员添加了第二种由钯制成的催化剂,这样丙烯分子(三碳分子)就可以从反应末端反复切断。结果表明,80%的聚乙烯被还原成丙烯。
该团队证明,该工艺适用于各种PE塑料,包括半透明的牛奶瓶、不透明的洗发水瓶、PE包装、黑色硬塑料盖等。,仅通过除去着色剂,所有这些都有效地还原成丙烯。
“只要回收,很多聚乙烯塑料都会变成低档材料。你不能拿一个回收的塑料袋,用它来做一个同样质量的塑料袋。”加州大学伯克利分校亨利·拉波波特(Henry rapoport)的有机化学教授约翰·哈特·威格(John hart Wiig)说,“但如果你能把塑料袋的单体分解成小块,然后聚合,你就不需要更多的化石材料,而是用它作为碳源来制造其他东西,比如聚丙烯。我们将减少用于这一目的的页岩气,或者丙烯的其他用途,填补所谓的丙烯缺口。”
最近,研究小组还利用创新的催化技术创造了一种将聚乙烯袋转化为粘合剂的工艺,这是另一种有价值的产品。总而言之,这些新工艺将“变废为宝”塑料垃圾。