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發(fā)布日期:2020-10-26
美國(guó)研究人員在新的一期《科學(xué)》雜志撰文指出,他們采用一種簡(jiǎn)單的低溫催化方法,將很多塑料內(nèi)包含的聚乙烯聚合物轉(zhuǎn)化成了高價(jià)值的烷基芳族分子,后者是很多工業(yè)化學(xué)品和消費(fèi)品的基本原料。新方法簡(jiǎn)單且成本低廉,為塑料廢物的循環(huán)再利用開辟了新途徑。
從食品包裝到醫(yī)療領(lǐng)域所用的無菌材料再到價(jià)格低廉的部件等,塑料在日常生活中隨處可見,全球每年制造出的塑料產(chǎn)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(xué)圣巴巴拉分校研究人員解釋說,使塑料有用的特性也是使它們可以長(zhǎng)期存在的原因就是它們的化學(xué)惰性,塑料通常不會(huì)與環(huán)境中的其他成分發(fā)生反應(yīng),這使塑料自然分解的速度異常緩慢,而人工分解又會(huì)消耗大量能源。
研究人員麥哈德·阿布-奧馬爾解釋說:“塑料由碳-碳和碳-氫鍵組成,很難化學(xué)回收。盡管科學(xué)家們?cè)趯?shí)現(xiàn)塑料可持續(xù)使用方面開展了大量研究,但能源成本一直是個(gè)‘攔路虎’”。為更好地將塑料中的聚乙烯“變廢為寶”,研究人員提出了一種新的串聯(lián)催化方法,該方法不僅可以直接將廢棄塑料中的聚乙烯轉(zhuǎn)變?yōu)楦邇r(jià)值烷基芳族分子,而且還可以高效、低成本、低能耗地進(jìn)行。
研究人員解釋稱,常規(guī)方法需要500至1000攝氏度才能將聚烯烴鏈分解成小塊,然后讓它們重組成由氣體、液體和焦炭混合而成的產(chǎn)物,而他們的新催化過程的****溫度為300攝氏度附近,反應(yīng)條件相對(duì)溫和,有助于將聚合物分解為多種大分子。而且,新過程沒有進(jìn)行多次轉(zhuǎn)換,流程簡(jiǎn)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(jìn)行串聯(lián)反應(yīng),這一反應(yīng)既打破了堅(jiān)韌的碳-碳鍵,又重新排列了聚合物的分子“骨架”,形成高價(jià)值的烷基芳族分子,這些分子可廣泛用于制造溶劑、油漆、潤(rùn)滑劑、清潔劑,藥品等。據(jù)悉,研究人員計(jì)劃進(jìn)一步提升這一過程的效率。
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