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據(jù)悉，一項(xiàng)新技術(shù)可以將問題塑料從垃圾填埋場轉(zhuǎn)移出來并將其轉(zhuǎn)化為燃料來源。這項(xiàng)創(chuàng)新將能以更少的錢做更多的事，與此同時(shí)還能增加對有用產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化及貴金屬釕的更少使用。該研究成果于當(dāng)?shù)貢r(shí)間8月22日在芝加哥舉行的美國化學(xué)學(xué)會(ACS)秋季會議上發(fā)表。“我們報(bào)告的關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)是非常低的金屬負(fù)荷，”領(lǐng)導(dǎo)該研究小組的西北太平洋國家實(shí)驗(yàn)室(PNNL)化學(xué)家Janos Szanyi說道，“這使得催化劑的成本得到大大的降低。”
這項(xiàng)新技術(shù)更有效地將塑料轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的商品化學(xué)品--這一過程被稱為“升級回收”。此外，跟其他報(bào)告的方法相比，它作為副產(chǎn)品產(chǎn)生的甲烷要少得多，而甲烷顯然是一種不受歡迎的溫室氣體。
在ACS會議上介紹這項(xiàng)研究的博士后研究科學(xué)家Linxiao Chen表示：“對我們來說非常有趣的是，以前沒有任何資料顯示這一結(jié)果。這項(xiàng)研究顯示了開發(fā)有效的、有選擇性的、多功能的塑料升級回收催化劑的機(jī)會。”以石油為基礎(chǔ)的塑料廢棄物代表了一種尚未開發(fā)的碳基化學(xué)品來源，其可以作為有用的耐用材料和燃料的起始材料。盡管回收箱中有充足的供應(yīng)，但目前實(shí)際回收的塑料非常少，主要是出于經(jīng)濟(jì)和實(shí)際的原因。然而PNNL的研究人員正在試圖通過應(yīng)用他們在有效打破化學(xué)鍵方面的專業(yè)知識來改變這一動態(tài)。
眾所周知，在難以回收的塑料(如聚丙烯和聚乙烯)中加入氫氣--一種被稱為氫解的反應(yīng)是將塑料廢料轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的小碳?xì)浠衔锏囊环N有前途的戰(zhàn)略。但這個(gè)過程需要高效和有選擇性的催化劑，以使其在經(jīng)濟(jì)上可行。
這就是最近PNNL領(lǐng)導(dǎo)的這項(xiàng)研究的優(yōu)勢所在。
該科學(xué)家團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，減少貴金屬釕的用量實(shí)際上提高了聚合物的升級回收效率和選擇性。在最近發(fā)表在《ACS Catalysisi》上的一項(xiàng)研究中，他們表明，當(dāng)金屬跟支撐結(jié)構(gòu)的低比率導(dǎo)致結(jié)構(gòu)從有序的粒子陣列轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的原子筏時(shí)效率的提高就發(fā)生了。
捕獲的原子
PNNL在單原子催化劑方面的專業(yè)技術(shù)記錄幫助該團(tuán)隊(duì)理解為什么少即是多。研究人員在分子水平上觀察到了向無序狀態(tài)的轉(zhuǎn)變，然后利用已有的理論表明，在這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)工作中，單原子實(shí)際上是更有效的催化劑。
這項(xiàng)工作建立在華盛頓州立大學(xué)普爾曼分?；瘜W(xué)工程系教授、PNNL實(shí)驗(yàn)室研究員Yong Wang在原子捕集和單原子催化劑方面的研究基礎(chǔ)上。
Gutiérrez說道：“從材料的角度來看，已經(jīng)有很多人努力嘗試了解單原子或非常小的團(tuán)簇如何能成為有效的催化劑。”
在ACS，Chen還描述了探索支持材料在提高系統(tǒng)效率方面的作用的新工作。
“我們研究了更便宜和更容易獲得的支持材料來替代氧化鈰。我們發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過化學(xué)改性的氧化鈦可能會使聚丙烯的回收有更有效和更有選擇性的途徑，”Chen說道。
學(xué)習(xí)如何容忍氯氣
為了使該方法能實(shí)用于混合塑料回收流，研究人員現(xiàn)在正在探索氯氣的存在如何影響化學(xué)轉(zhuǎn)換的效率。
化學(xué)家Oliver Y. Gutiérrez說道：“我們正在研究更苛刻的提取條件。當(dāng)你沒有一個(gè)干凈的塑料來源時(shí)，在一個(gè)工業(yè)的升級回收過程中，你有來自聚氯乙烯和其他來源的氯。氯氣會污染塑料升級回收反應(yīng)。我們想了解氯氣對我們的系統(tǒng)有什么影響。”
據(jù)悉，Gutiérrez是催化工業(yè)應(yīng)用方面的專家。
現(xiàn)在，這種基本的理解將可能有助于把通常會作為環(huán)境污染的廢棄塑料轉(zhuǎn)化為有用的產(chǎn)品。
原標(biāo)題：新塑料升級改造技術(shù)：完成從廢棄物到燃料的低成本化
浙公網(wǎng)安備 33010602000006號
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