今日要聞
推薦展會
更多 > >
“魔法”！將廢塑料轉(zhuǎn)化為高質(zhì)量潤滑油
【塑料的問題】
每年生產(chǎn)3.8億噸塑料。隨著塑料市場的持續(xù)增長，許多分析人士預(yù)測，到2050年，塑料產(chǎn)量可能會翻兩番。超過75%的塑料材料在一次使用后被丟棄。它們中的許多終進(jìn)入我們的海洋和水道，傷害野生動物并傳播毒素。
雖然塑料可以熔化和再加工，但這種回收產(chǎn)生的價值較低的材料在結(jié)構(gòu)強度上不如原始材料。例如，將塑料瓶向下循環(huán)放入一個模壓的公園長凳。
當(dāng)塑料被丟棄在野外或垃圾填埋場時，它們不會降解，因為它們有很強的碳-碳鍵。相反，它們會分解成更小的塑料，即微塑料。盡管有些人認(rèn)為這種緊密的聯(lián)系是一個問題，但西北大學(xué)、阿貢國家實驗室和艾姆斯實驗室團(tuán)隊卻把這看作是一個機會。
【成果簡介】
近日，來自西北大學(xué)、阿貢國家實驗室和埃姆斯實驗室的研究團(tuán)隊，已經(jīng)開發(fā)出一種新方法，可以將大量看似低價值的塑料升級為高質(zhì)量的液體產(chǎn)品，比如機油、潤滑油、洗滌劑甚至化妝品。這一發(fā)現(xiàn)還改進(jìn)了現(xiàn)有的回收方法，從而生產(chǎn)出廉價、低質(zhì)量的塑料產(chǎn)品。該研究成果以題為“Upcycling Single-Use Polyethylene into High-Quality Liquid Products”的論文發(fā)表在期刊ACS Central Science上(見文后原文鏈接)。
在本研究中，高能量聚乙烯(PE)大分子通過原子層沉積在SrTiO3鈣鈦礦納米晶上的分散良好的Pt納米顆粒(NPs)催化氫化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為增值產(chǎn)品。該催化劑由兩納米大小的鉑納米顆粒組成，沉積在大約50-60納米大小的鈣鈦礦納米晶上。該團(tuán)隊選擇鈣鈦礦是因為它在高溫高壓下很穩(wěn)定，是一種非常好的能量轉(zhuǎn)換材料。為了將納米顆粒沉積在納米管上，研究小組使用了原子層沉積技術(shù)，這種技術(shù)是在Argonne開發(fā)的，可以控制納米顆粒。
圖1 鉑納米粒子分布在鈣鈦礦納米管上的電子顯微照片
在適當(dāng)?shù)膲毫蜏囟认?，催化劑裂解塑料的碳碳鍵，產(chǎn)生高質(zhì)量的液態(tài)碳?xì)浠衔铩Ｔ?70 psi H2和300℃在無溶劑條件下反應(yīng)時間96 h，Pt/SrTiO3完全轉(zhuǎn)換PE (Mn = 8000-158000 Da)或一次性塑料袋(Mn = 31000 Da)到高質(zhì)量的液體產(chǎn)品，如潤滑劑和蠟，以窄分布低聚物的鏈。
圖2 鉑納米顆粒/鈣鈦礦納米長石的催化劑將廢棄塑料轉(zhuǎn)化為更高價值的產(chǎn)品
圖3 聚乙烯氫解制備液體產(chǎn)品
固體核磁共振13C富集PE吸附研究和密度泛函理論計算表明，PE在Pt上的吸附比在SrTiO3載體上的吸附更為有利。較小的Pt NPs與較高濃度的未配位Pt位點，將PE過氫水解成不需要的輕烴。
圖3 固體核磁共振13C富集PE吸附研究和密度泛函理論計算
【亮點小結(jié)】
本文開發(fā)的催化法這項新技術(shù)，在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢物少得多，并且液體產(chǎn)物可用于機油、潤滑油或蠟，或進(jìn)一步加工制成洗滌劑和化妝品的成分。這與市面上可買到的催化劑形成了對比，后者生成的產(chǎn)品質(zhì)量較低，而許多是短烴，這限制了產(chǎn)品的用途。本文的方法既可通過消除環(huán)境中的塑料污染又可促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，起到了一舉兩得的作用。
西北大學(xué)的Kenneth R. Poeppelmeier參與了這項研究，他說:“我們的團(tuán)隊很高興發(fā)現(xiàn)這項新技術(shù)，它將幫助我們解決塑料垃圾堆積的問題。”“我們的發(fā)現(xiàn)對未來的發(fā)展有廣泛的影響，我們可以繼續(xù)受益于塑料材料，但要以一種可持續(xù)的、對環(huán)境和人類健康危害更小的方式。”
版權(quán)與免責(zé)聲明： 凡本網(wǎng)注明"來源:塑料機械網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-塑料機械網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用,并注明“來源:塑料機械網(wǎng)www.xnm.net.cn" 。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其它來源(非塑料機械網(wǎng)www.xnm.net.cn)的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點或和對其真實性負(fù)責(zé),不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
猜你喜歡
所有評論僅代表網(wǎng)友意見，與本站立場無關(guān)。