塑料升级再造以关闭碳循环

用过的口罩、杂货袋和食品包装中捆绑着许多可能有用的原材料。但是，继续制造更多的一次性塑料比回收和再循环要便宜得多。

现在，由能源部太平洋西北国家实验室领导的一个国际研究小组已经破解了阻碍以前分解这些持久性塑料尝试的密码。他们在今天的《科学》(23月<>日)杂志上报道了他们的发现。

低温和反应控制

通常，回收塑料需要“开裂”或分裂坚韧而稳定的键，这些键也使它们在环境中如此持久。该裂解步骤需要高温，因此价格昂贵且耗能。

这里的新颖之处在于将裂解步骤与第二个反应步骤相结合，立即完成向液体汽油类燃料的转化，而没有不需要的副产物。第二个反应步骤涉及所谓的烷基化催化剂。这些催化剂提供石油工业目前使用的化学反应，以提高汽油的辛烷值。

至关重要的是，在目前的研究中，烷基化反应立即在接近室温(70摄氏度/158华氏度)的单个反应容器中紧随裂化步骤之后。

“仅仅为了破坏键而破裂会导致它们以不受控制的方式形成另一个键，这是其他方法中的一个问题，”PNNL的研究作者和化学家Oliver Y. Gutiérrez说。“这里的秘密公式是，当你打破我们系统中的纽带时，你会立即以有针对性的方式制造另一个纽带，从而为你提供你想要的最终产品。这也是在低温下实现这种转换的秘密。

在他们的研究中，由德国慕尼黑工业大学的科学家共同领导的研究小组指出，石油工业最近将这里报告的原油加工过程的第二部分商业化。

“工业界已经成功部署了这些新兴的烷基化催化剂，这一事实证明了它们稳定，稳健的性质，”该研究的资深作者，PNNL综合催化研究所所长，TUM化学教授Johannes Lercher说。“这项研究指出了一种实用的新解决方案，可以关闭废塑料的碳循环，该解决方案比提出的许多其他解决方案更接近实施。

在他们的研究中，研究人员注意到他们的发现存在局限性。该工艺适用于低密度聚乙烯产品(LDPE，塑料树脂代码#4)，例如塑料薄膜和可挤压瓶，以及聚丙烯产品(PP，塑料树脂代码#5)，这些产品通常不会在美国路边回收计划中收集。高密度聚乙烯(HPDE，塑料树脂代码#2)需要进行预处理，以使催化剂能够进入其需要断裂的键。

将废塑料视为未来的燃料和新产品

石油基塑料废物是一种尚未开发的资源，可以作为有用的耐用材料和燃料的起始材料。全球每年生产的360.<>亿吨塑料中有一半以上是本研究的目标塑料。但是，看着堆积如山的塑料并看到它的价值需要创新者的心态、化学家的聪明才智和现实主义者对所涉及的经济学的理解。这些科学家正试图通过应用他们在有效破坏化学键方面的专业知识来改变动态。

“为了解决持久性废塑料的问题，我们需要达到一个临界点，收集它并返回使用比将其视为一次性产品更有意义，”勒彻说。“我们已经在这里表明，我们可以在温和的条件下快速进行转换，这为前进到这个临界点提供了动力之一。

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