Новости космоса и технологий. » Химия » Превращение обычного пластика в ценные молекулы

Превращение обычного пластика в ценные молекулы

Опубликовал: Admin, 24-10-2020, 01:01, Химия, 53, 0

Превращение обычного пластика в ценные молекулы
CC BY-SA " Width = "800" height = "480">

Если вы думали, что эти хлипкие одноразовые пластиковые пакеты для продуктов представляют большую часть нашей проблемы с пластиковыми отходами, подумайте еще раз. Объем пластика, который мир выбрасывает каждый год, может восстановить Великая Китайская стена династии Мин - около 3700 миль в длину.

За шесть десятилетий пластик изготовлен для коммерческого использования, добыто более 83 миллиарда тонн. Пластмассы легкие, универсальные, дешевые и почти неразрушимые (если только они не становятся слишком горячими). Эти свойства делают их невероятно полезными в огромном диапазоне применений, включая стерильную упаковку пищевых продуктов, энергоэффективную транспортировку, текстильные изделия и медицинское защитное снаряжение. Но их несокрушимая природа имеет свою цену. Большинство из них сильно разлагаются медленно в среде - в порядке несколько сотен лет - где они создают глобальную эпидемию пластикового мусора. Его последствия для здоровья человека и экосистемы еще недостаточно изучены, но потенциально имеют огромное значение.

Я химик Имея опыт в разработке процессов производства пластмасс, я заинтересовался использованием пластика как большого неиспользованного ресурса для получения энергии и материалов. Я задавался вопросом, можем ли мы превратить пластиковые отходы во что-то более ценное, чтобы они не попали на свалки и в окружающую среду.

Новый способ использования пластиковых отходов

Пластмассы производятся путем соединения большого количества небольших молекул на основе углерода почти бесконечным разнообразием способов для создания полимерные цепи .

Для повторного использования этих полимеров предприятия по переработке могут, в принципе, плавить и изменять их форму, но свойства пластмасс имеют тенденцию к ухудшению. Полученные в результате материалы почти никогда не подходят для первоначального использования, хотя их можно использовать для изготовления более дешевых вещей, таких как пластиковые пиломатериалы. Результат очень низкая эффективная скорость утилизации.

Новый подход предполагает разбиение длинных цепочек на маленькие молекулы еще раз. Проблема в том, как сделать это точным образом.

Так как процесс изготовления цепочек в первую очередь высвобождает много энергии, реверсирование требует добавления большого количества энергии. Обычно это означает нагрев материала до высокой температуры, но нагревание пластика приводит к тому, что материал превращается в неприятный беспорядок. Кроме того, при этом расходуется много энергии, а значит, увеличивается выброс парниковых газов.

Моя команда в Калифорнийском университете в Санта-Барбаре , работая с коллегами из Университета Иллинойса в Урбане-Шампейн и Корнелл, открыл чистый способ превратить полиэтилен на полезные более мелкие молекулы.

Полиэтилен - один из самых полезных и часто используемых видов пластика в мире. Он также является одним из крупнейших производителей пластиковых отходов. Он представляет собой треть из почти 400 миллионов метрических тонн пластика, производимого в мире каждый год, для различных целей: от стерильной пищевой и медицинской упаковки, водонепроницаемых пленок и покрытий, изоляции кабелей и проводов, строительных материалов и водопроводных труб до износостойкости бедра. и коленные замены и даже бронежилеты.

Как работает новый процесс

Разработанный нами процесс не требует высоких температур, а зависит от крошечных количеств катализатора, содержащего металл, который удаляет немного водорода из полимерной цепи. Затем катализатор использует этот водород, чтобы разрезать связи, скрепляющие углеродную цепь, и получить более мелкие части.

Ключ в том, чтобы использовать водород, как только он образуется, чтобы разрезание цепи давало энергию для производства большего количества водорода. Этот процесс повторяется много раз для каждой цепи, превращая твердый полимер в жидкость.

Измельчение замедляется естественным образом, когда молекулы достигают определенного размера, поэтому легко предотвратить превращение молекул в слишком маленькие. Мы можем восстановить ценную жидкость до того, как она превратится в менее полезные газы.

Большинство молекул в рекуперированной жидкости представляют собой алкилбензолы, которые можно использовать в качестве растворителей и легко превратить в детергенты. Мировой рынок этого типа молекул составляет около 9 миллиардов долларов США в год .

Превращение пластиковых отходов в ценные молекулы называется апсайклингом. Хотя наше исследование представляет собой небольшую демонстрацию, предварительный экономический анализ показывает, что его можно легко адаптировать, чтобы в ближайшие несколько лет он стал гораздо более масштабным процессом. Не допускать попадания пластика в окружающую среду за счет его повторного использования с экономической точки зрения - это беспроигрышный вариант.


Источник


У данной публикации еще нет комментариев. Хотите начать обсуждение?

Написать комментарий
Имя:*
E-Mail:
Введите код: *
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив


Поиск по сайту
Полезные ссылки
Оцените работу сайта

TEHNONEWS

Новости космоса технологий нанотехнологий физики и химии