塑胶用过即丢,对人类而言很方便,对环境却是浩劫,然而塑胶只要回收得当,价值绝对不仅限于一次性。科学家最近开发出新的催化方法,可以将塑胶转化为润滑油、机油、清洁剂甚至化妆品,既减少环境污染又循环利用。
全球每年新生产将近 4 亿吨塑胶制品,到 2050 年,这个数字可能会增长 4 倍,然而大概有 ¾ 塑胶用过一次就被丢弃,且没有进入回收体制,这些垃圾在自然环境中需要数千年才能分解,我们至今已听过无数海洋动物因误食塑胶而死亡的案例。
该如何将这些一次性塑胶再转换成高质量产品?虽然塑胶也可以熔融后再加工,但这种回收方法只能产生低价值材料,比如塑胶瓶回收后再制成公园长凳。而来自美国西北大学、阿贡国家实验室、埃姆斯国家实验室的科学家们,最近开发出新的催化方法,希望能将塑胶的聚乙烯分子转化成附加价值高的商业产品。
新方法的催化剂由大小仅 2 奈米的铂奈米粒子组成,沉积在约 50~60 奈米大小的钙钛矿立方体粒子上,但要将一种材料的奈米粒子沉积在另一材料的较大奈米颗粒上,是项艰钜任务,因此阿贡国家实验室团队还开发了原子层沉积技术以精确控制奈米颗粒。
在适度压力与温度下,催化剂可以裂解塑胶强韧的碳-碳键、并转化成高质量液态烃,这种液体能应用于机油、润滑剂或蜡,也能进一步加工变成清洁剂和化妆品的使用成分之一。
此外,过去熔融塑胶或使用一般催化剂的回收方法会产生温室气体和有毒副产物,但新的催化方法在过程所产生之废物少很多。虽然催化剂还可以设计得更好,但目前结果看起来或多或少能帮忙解决地球一大头疼问题。
新论文发表在《ACS Central Science》期刊。
- Turning plastic trash into lubricant oils
- Rethinking the science of plastic recycling
(首图来源:pixabay)
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