Проще переработка пластика на горизонте

Возраст предварительного сортировки смешанные пластиковые отходы может скоро закончиться. Секретное оружие? Дешевый катализатор, сделанный из никеля, который нацелен на один из наших самых проблемных полимеров. Результаты подробно описаны в исследовании, опубликованном 2 сентября в журнале Природная химияПолем

Даже после десятилетий мировых усилий, Утилизация пластика остается намного легче сказать, чем сделать. Разочарующая реальность в значительной степени благодаря группе полимеров, называемых полиолефинами. Люди производят примерно 220 миллионов тонн из продуктов на основе полиолефина каждый год, большинство из которых представляют собой одноразовые предметы, такие как бутылки приправы, кувшины молока, полиэтиленовые пленки, мешки для мусора и коробки сока.

«По сути, почти все в вашем холодильнике, на базе полиолефина», химик Северо-Западного университета и соавтор исследования Йоси Кратиш сказал в заявленииПолем

Пластмассы обычно разрушаются используя катализаторы–Campounds, способные использовать слабые химические связи, чтобы ухудшиться разложение в материалах, которые в противном случае занимают сотни или тысячи лет.

Мы ежегодно переработать менее 10 процентов из полиолефиновых продуктов, в результате чего горы отходов, предназначенных для свалок или промышленных печей. Это потому, что в то время как другие пластмассы обычно разбиты катализаторами, полиолефины – это другая история. Эти устойчивые полимеры сопротивляются разрушению из-за крошечных молекул, связанных общеизвестно прочными углеродными связями.

«Полиолефины не имеют слабых связей. Каждая связь невероятно сильная и химически нереактивная», – сказал Кратиш.

Наши текущие решения не являются «решениями» настолько, сколько стопг. Продукты полиолефина могут быть измельчены, расплавлены и переплетаются в низкокачественные пластиковые гранулы, но даже тогда есть предостережения. Разделение человека по-прежнему необходимо, и даже наименьшее количество остатков пищи или непластичного материала может поставить под угрозу целую партию. Между тем, сжигание полиолефинов требуют температуры до 1292 градусов по Фаренгейту.

«Конечно, все может быть сожжено», – сказал Кратиш. «Если вы применяете достаточно энергии, вы можете преобразовать что -либо в углекислый газ и воду. Но мы хотели найти элегантный способ добавить минимальное количество энергии, чтобы получить продукт максимальной стоимости».

Потенциальный раствор может находиться в гидрогенолизах, процессе, в котором комбинация газа водорода и катализатора деконструирует полиолефиновый пластик в действительно полезные углеводороды. Существующие варианты гидрогенолиза также включают высокие температуры и дорогие, благородные металлические катализаторы, но команда Кратиша нашла обходной путь.

В отличие от редкоземельных металлов, таких как Palladium и Platinum, инженеры обнаружили, что синтезированная альтернатива, называемая катионным никелем, является дешевой, изобильной и легко накапливается. Другие катализаторы на основе никеля включают несколько сайтов реакции. Вариант катионного никеля позволяет ему функционировать более похожим на точный лазер или острый нож. Вместо того, чтобы разрушать всю структуру пластика, эта опция специально нацелена на эти устойчивые углеродные связи при гораздо более низкой температуре и с половиной давления газа водорода. Новый катализатор настолько стабилен, что он придерживается печально известных, тяжелых загрязняющих пластиков, таких как ПВХ.

«Добавление ПВХ в смесь для утилизации всегда было запрещено. Но, видимо, это делает наш процесс еще лучше», – сказал Кратиш. «Это безумие. Это определенно не то, чего кто -то ожидал».

Если оказался масштабируемым и эффективным, новый катализатор может в значительной степени искоренить необходимость кропотливого пластического предварительного сортировки, а также резко сокращая количество количества Микропластики выпущен в окружающую среду каждый день.