塑料回收的未來很快就會變得更加複雜,令人沮喪和累人。
在新課程中,該學院的西北化學家引入了新的塑料切口工藝,或者可能完全避免的混合塑料廢物。
該過程是一種新的基於鎳基的催化劑,它破壞了由聚乙烯和聚丙烯組成的聚載體。這是一種近三分之二全球塑料消耗的單一使用。這意味著工業用戶可以將催化劑應用於大量的聚烯烴廢物。
當催化劑破壞多素時,低價值固體塑料會變成液體油和蠟,包括更高的價值產物,潤滑劑,燃料和蠟燭。它可以使用幾次,但是新的催化劑也可以用污染氯化物(PVC)破壞受污染的塑料,臭名昭著的“處方”有毒聚合物。
該研究於9月2日在雜誌上發表 自然化學。
該研究的主要作者西北托賓品牌說:“塑料回收利用的最大障礙之一一直是需要正確分類塑料廢物。” “我們的新催化劑可以避免對聚烯的正常塑料的更昂貴的步驟和更深入的工作,而回收比策略更有效,實用且經濟上可行。”
“當人們想到塑料時,很可能會想到聚集蛋白,”西北紙上的Yosi Kratish說。 “基本上,冰箱中的幾乎所有內容都是聚蛋黃醬和沙拉壺,垃圾,垃圾等。因此,它們以垃圾填埋場和環境結束,然後在數十年中退化之前。”
他是世界上的專家催化,Marks Vladimir N. Ipatieff是西北藝術與科學大學催化化學物質的講師,以及麥考米學院工程學院的生物工程。 Paula M. Triens在可持續性和能源方面也是研究所學院的成員。 Kratish Marks是該小組的講師,並且是Tiens Institute的成員。研究協會的研究團隊青海是該研究的第一作者。 Marka,Kratish和Lai與Purdue University化學工程教授執導的Jeffrey Miller一起學習;邁克爾·瓦西耶夫斯基(Michael Wasielewski),克萊爾·漢密爾頓·霍爾(Clare Hamilton Hall)的化學文化;國家實驗室的Takeshi Kobayashi研究科學家Ames。
多金條狀態
酸奶杯和小吃包裝洗髮水瓶和麵具醫生,大多數人全天都與聚烯塑料互動。由於其多功能性,多載體最常用於世界塑料中。根據某些估計,該行業每年每年生產超過2.2億噸的脊髓灰質炎產品。但是,根據2023年雜誌的報告,Polyolef塑料的回收率從世界上的1%到10%都令人震驚。
這種令人失望的回收率的主要原因是多烯烴組成硬和硬。它具有與碳鍵相關的小分子,這是非常困難的裂縫。
克拉蒂什說:“當我們設計催化劑時,我們專注於弱污漬。” “但是多芬蛋白沒有較弱的環節。所有鍵都非常牢固且化學反應。”
當前流程問題
如今,只有一些可以回收聚烯烴的過程。它可以在薄片中粉碎,然後融化並向下融化,形成低品質的塑料顆粒。但是,由於不同類型的塑料具有不同的特性和熔點,因此該過程將不同類型的塑料分開。其他塑料,少量的食物垃圾或塑料材料也可能危害很多批次。這些瀕臨滅絕的地段直接進入垃圾填埋場。
另一種選擇具有很高的加熱塑料溫度,可達到400攝氏度和700攝氏度。儘管此過程在塑料聚烯氣體的塑料中有用,但它是非常密集的能量。
克拉蒂什說:“當然,一切都會燃燒。” “如果您施加了足夠的能量,可以將任何東西變成二氧化碳和水。但是,我們想找到一種時尚的方法來增加最大能量以獲得最大的價值。”
精密工程
這種優雅的解決方案,品牌,kratish和grout氫矽烷,氫氣和催化劑使用該工藝分解成較小且可用的碳氫化合物。儘管已經存在氫化溶質的方法,但它們通常需要高溫和昂貴的催化劑,並帶有鉑金和鈀等高貴金屬。
萊斯說:“聚烯烴是一個巨大的生產量表,但貴金屬的全球儲備非常有限。” “我們不能使用整個化學的金屬供應。即使我們這樣做,它還沒有足夠的塑料問題來處理它。因此,我們對許多土地金屬感興趣。”
對於催化劑poliorefin回收,西北隊確定了城市鎳,該鎳從可用的各種鎳化合物中合成。雖然基於鎳納米顆粒的催化劑具有廣泛的反應位點,但該團隊設計了一個單位分子催化劑。
一站式設計使您可以充當非常專業的手術刀 – 最好是切割碳鍵 – 而不是控制較少的工具,從而消除了整個塑料的整個結構。結果,催化劑允許當與無多醇的多孔混合時,聚烯烴分支(例如同型聚丙烯)化學分離。
克拉蒂什說:“與其他基於鎳的催化劑相比,我們的工藝使用了在100度中起作用的單位催化劑以及氫氣壓力。” “我們收取的催化劑減少了10倍,我們的活動增加了10倍。因此,我們屬於所有類別。”
速度污染
具有一個精確確定和絕緣的單個活性位點,基於鎳的催化劑具有前所未有的活性和穩定性。催化劑在熱和化學上是如此穩定,實際上,它也保持在PVC等污染物的影響下。 PVC用於管,地板和醫療設備,與其他類型的塑料相似,但在加熱中非常穩定。分解後,PVCK由氯化氫氣釋放,通常會釋放出非常腐蝕性的副產品,即催化劑正在禁用和溶解回收過程。
令人驚訝的是,不僅持有PVC污染的西北催化劑,PVC加速了他的活動。即使廢物混合物的全部重量由25%的PVC組成,科學家的催化劑性能更好。這種意外的結果可能超過混合塑料回收組中最大的障礙之一。如今,“不幸的”破壞了由於PVC污染而考慮的碎片。該催化劑也可以通過廉價烷基細胞的簡單處理在許多周期中重新創建。
克拉蒂什說:“加上PVC回收混合物一直被禁止。” “但是看來我們的過程甚至更好。這太好了。毫無疑問,這是期望的。”
“單位站點是循環,氫氣氫基質,CC聚烯酸氫,”美國能源部(SC0024488)和DOW Chemical Company。










