新工藝可將聚乙烯裂解成丙烯
科技日報(bào)北京9月30日電 (實(shí)習(xí)記者張佳欣)無處不在的塑料袋是出了名的難回收。即便被回收,也難以重新制造出高價(jià)值的東西。美國加州大學(xué)伯克利分校和勞倫斯·伯克利國家實(shí)驗(yàn)室開發(fā)出一項(xiàng)新工藝,使用催化劑將長聚乙烯(PE)聚合物分解成均勻的短鏈,即三碳分子丙烯,這是制造其他高價(jià)值塑料(如聚丙烯)的原料。相關(guān)論文發(fā)表在最新一期《科學(xué)》雜志上。
聚乙烯塑料約占全球塑料市場的1/3,每年從化石燃料中生產(chǎn)超過1億噸,其中原料包括頁巖氣。新工藝將聚乙烯解聚并轉(zhuǎn)化為丙烯,是一種升級循環(huán)的方式,可從基本已經(jīng)一文不值的廢物中生產(chǎn)更高價(jià)值的產(chǎn)品,同時減少化石燃料的使用。
新工藝需要用催化劑打破聚乙烯上的兩個碳?xì)滏I,研究人員最初采用的是銥催化劑,后來是鉑—錫和鉑—鋅催化劑,以創(chuàng)造一個活性的碳—碳雙鍵。有了這個“缺口”,就可以通過與乙烯和另外兩種協(xié)同反應(yīng)的催化劑進(jìn)行反應(yīng),從而解開聚合物的鏈條。
接著,研究人員添加由鈀制成的第二種催化劑,使丙烯分子(三碳分子)能夠反復(fù)地從反應(yīng)端被剪除。結(jié)果表明,80%的聚乙烯被還原為丙烯。
該團(tuán)隊(duì)證明,該工藝適用于各種PE塑料,包括半透明奶瓶、不透明洗發(fā)水瓶、PE包裝、黑色硬塑料蓋等,所有這些都被有效地還原為丙烯,只需去除著色劑即可。
“只要回收利用,很多聚乙烯塑料就會變成低檔材料。你不能拿一個回收的塑料袋,再用它制造一個相同質(zhì)量的塑料袋?!奔又荽髮W(xué)伯克利分校亨利·拉波波特有機(jī)化學(xué)教授約翰·哈特威格說,“但如果你能把該塑料袋的單體分解成小塊,然后再聚合,那就無需更多化石原料,而是把它作為碳源來制造其他東西,比如聚丙烯。我們將減少用于這一目的的頁巖氣,或用于丙烯的其他用途,并填補(bǔ)所謂的丙烯缺口。”
最近,研究團(tuán)隊(duì)還使用了創(chuàng)新的催化技術(shù),創(chuàng)造了一種將聚乙烯袋轉(zhuǎn)化為粘合劑的工藝,這是另一種有價(jià)值的產(chǎn)品。總而言之,這些新工藝會將塑料垃圾“變廢為寶”。
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