Такі пластмаси, як поліпропілен і поліетилен, є серйозною проблемою для довкілля, оскільки їхнє розкладання займає десятиліття, і вони роблять значний внесок в утворення відходів на звалищах. Щоб впоратися з цією буквально зростаючою проблемою, вчені вирішили використовувати незвичайний метод позбавлення від неї, пише Ars Technica.
Поліпропілен зазвичай використовується в таких виробах, як харчове пакування та автомобільні бампери, а поліетилен — у таких повсякденних товарах, як пластикові пакети та пляшки. Хоча ці матеріали технічно можуть бути перероблені, цей процес часто пов’язаний зі значними труднощами, включно з виділенням парникових газів, таких як метан. Обидва пластики є різновидами поліолефінів, які отримують з викопного палива, і їхні хімічні зв’язки, як відомо, важко зруйнувати, що робить переробку енергоємним завданням.
Дослідники з Каліфорнійського університету в Берклі розробили новий багатообіцяючий метод переробки цих пластиків, який передбачає використання каталізаторів для руйнування їхніх міцних вуглець-вуглецевих зв’язків. Цей метод, відомий як ізомеризаційний етеноліз, продемонстрував успіх у перетворенні поліетилену і поліпропілену на такі цінні хімічні речовини, як пропілен та ізобутилен — обидві ці речовини є необхідною сировиною для хімічної промисловості, йдеться в дослідженні, опублікованому в журналі Science.
Ці гази потім можуть бути використані для створення нових пластикових виробів, пропонуючи кругове рішення однієї з найсерйозніших проблем планети з відходами. Процес відбувається шляхом впливу на пластик натрієм на глиноземі, який починає руйнувати полімерні ланцюги. У результаті утворюються реактивні подвійні зв’язки у вуглецевих ланцюгах, які потім руйнуються під час другого процесу з використанням оксиду вольфраму на діоксиді кремнію і потоку газоподібного етилену. Етилен має вирішальне значення для реакції, оскільки він взаємодіє зі зруйнованими полімерними зв’язками, забезпечуючи ефективне і повне перетворення.
Наприкінці процесу команда успішно перетворює поліетилен на пропілен, а поліпропілен — на суміш пропілену та ізобутилену, обидва з яких дуже цінні. Одним із найважливіших аспектів цього дослідження є його застосовність до змішаних потоків пластикових відходів. Поліетилен і поліпропілен, як відомо, важко розділити при переробці, а новий метод успішно переробляє їх разом без істотного зниження ефективності.
Дослідження також показало, що незначні забруднення не заважають процесу, хоча присутність інших пластиків, таких як ПЕТ і ПВХ, може знизити загальний вихід. Цей метод переробки, хоча й ефективний у лабораторних умовах, має бути значно розширений, щоб мати значний вплив на глобальні пластикові відходи, вважають автори. Дослідницька група налаштована оптимістично, зазначаючи, що перші випробування на великих партіях дали стійкі результати, але для широкомасштабного впровадження цієї технології знадобиться великомасштабна інфраструктура. У разі успіху метод може значно знизити залежність від викопного палива для виробництва пластику і одночасно скоротити викиди парникових газів від пластикових відходів.
Останні відкриття, технологічні прориви, дослідження та інновації, що змінюють світ. Дізнавайтеся про найважливіші досягнення в галузях фізики, біології, космосу й медицини – у розділі «Наука».