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我国科学家们研究如何把塑料垃圾变燃料



    据悉,上海有机化学研究所的研究员们正在通过使用交叉烷烃复分解反应的策略,研究将塑料垃圾“变废为宝”,其过程包括聚乙烯与短链烷烃的复分解,从而炼制柴油。


    现代社会中到处充斥着塑料制品的身影。它们因携带方便深受民众喜爱,然而使用完毕后随意丢弃的现象却极大地影响了人类的生活。废塑料造成的“白色污染”是目前世界各国面临的最棘手环保问题之一。年产量上亿吨的聚乙烯是产量最大的塑料产品,同时也是最具惰性、最稳定的高分子材料之一,难以降解。

    目前绝大部分废塑料主要通过填埋和焚烧处理,但前者占用土地资源且易污染地下水,而后者增加了碳排放还会造成大气污染。截至2015年,人类共生产了约83亿公吨的塑料制品,其中约有63亿吨转化为塑料垃圾。对此,科学家们可谓是绞尽脑汁想要将这一“公敌”充分利用起来。

    研究员黄正在接受CNBC采访时表示,埋藏在地下或者丢弃在海中的塑料垃圾将会存在上百年或者上千年,因此人类急需找到一种解决塑料垃圾的方法。而他和有机所的同事认为将塑料转化为燃料是一种重复利用的妙招。

    在新研究中,研究员们利用交叉烷烃复分解催化策略,使用廉价的低碳烷烃作为反应试剂和溶剂与聚乙烯发生重组反应,有效降低了聚乙烯的分子量和碳链长度。低碳烷烃是在石油炼制中大量生成的副产品,不能作为燃油或天然气,使用价值非常有限,而此番应用也提升了其利用价值。

    据黄正介绍,在这个体系中,过量存在的低碳烷烃好比“剪刀”,多次和聚乙烯重组反应,直至把分子量上万、甚至上百万的聚乙烯降解为可作为清洁柴油的烷烃。
目前降解聚乙烯使用的是高温裂解法,但这种方法往往需要超过400摄氏度的反应温度,并生成非常复杂的产物,包括气、油、蜡、焦等,利用价值低。

    而新方法反应温度在150至200摄氏度之间,且无论聚乙烯废塑料结构如何,生成物均以直链烷烃为主,主要是可作为柴油的C9到C22烷烃,另外还有可作为添加剂应用在聚烯烃加工领域的聚乙烯蜡。新技术可以降解所有类型的聚乙烯,包括高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、以及线性低密度聚乙烯等,并且催化剂可兼容商业级别聚乙烯中的各种添加剂。在实际生活中,这一技术可用于降解各种聚乙烯废塑料,包括废塑料瓶、废塑料膜、以及废塑料袋等。

    尽管现在的技术止步于聚乙烯的降解,但黄正表示希望未来能找到一种降解聚丙烯,聚苯乙烯或者其它塑料材质的方法。

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