人类对塑料的感情向来爱恨交错,我们每年制造约 60 亿吨塑料垃圾,这些难以降解的污染物堆积在我们的森林草原河道中,日复一日加重着地球代谢的负担。


必须承认,塑料是一项伟大的发明,它的设计初衷就是能够稳定地存在(没人想要随时会破的塑料袋和随时开裂的矿泉水瓶),并且成功了,但恰恰因为它稳定,前赴后继的环境科学家为此操碎了心。


以美国为例,每年制造的塑料垃圾超过一万五百万吨,但这其中有效回收利用的部分不过 9%。


塑料的回收再利用,一直是人类科技发展道路上的难题,难点在于回收方式上无法兼顾经济环保与效率。现代的塑料垃圾处理手段,通常是利用高温将其分解,再转化为燃料或其他塑料制品。


而之所以这种处理方式难以推行,是因为这么做消耗的能量并不比最后收获的燃料带来的能量多,简单来说转化率低,能效还大,毫无商业价值。塑料热分解,需要提供 300 摄氏度以上的反应温度,有时为了加快进程,甚至要达到 400 度。


我们可以轻易地从原油中提炼出塑料袋和矿泉水瓶,但想要逆转这一过程,将空水瓶和破塑料袋再变成原油,却是复杂而低效的。因此,大部分塑料垃圾最终的归宿,仍旧是垃圾填埋场。

垃圾回收再利用技术有了新突破!塑料提炼燃料只需一小时

(来源:公众号公共图片库)


最近,垃圾回收再利用技术有了新突破!


早在 4 月份,美国特拉华大学(university of Delaware)大学的狄奥尼西奥斯 G. 弗拉乔斯(Dionisios G. Vlachos)教授,带领他的团队在 Science Advances 杂志发表了一篇文章,详细描述了一种使用沸石和铂作为双催化剂的 “反向炼油” 方法,通过两种催化剂的接力作用,能够达到反应完成所需的目标条件。


通过调整催化剂配比,能够收获不同种类的混合物,从柴油到汽油到喷漆燃料,应有尽有。同时,研究描述到,反应所需的温度并不高,几乎没有固体副产物,逆转化效率达到了 85%。


5 月底,华盛顿州立大学的研究人员有了新的研究成果,他们以聚乙烯作为研究对象,这种塑料是生活中最常见的塑料种类。研究者使用金属钌作为催化剂,配合己烷溶剂,将聚乙烯分解成了能够用于制作喷气燃料的化学成分。

垃圾回收再利用技术有了新突破!塑料提炼燃料只需一小时

图 | 华盛顿州立大学研究人员。从左至右:董准、林鸿飞、艾哈迈德·穆赫塔尔、谢少渠和贾楚华(来源:geekwire)


该反应的转化效率甚至达到 90%,更令人振奋的是,这个反应的需求时间大约只有一小时。


华盛顿州立大学副教授也是该研究组通讯作者的林鸿飞表示,想要达到这项反应的速度,传统热分解过程需要提供 400 摄氏度的反应温度,而他们的研究成果将所需热量降低了一半 —— 只需要 200-220 摄氏度。


以往很多相似的研究成果,能够达到类似的转化效率,但需求时间往往在 24 小时甚至往上。


高效低温,这是新方法带来的最大的商业价值。不仅如此,研究人员补充,由于机制的通用性,其他类型的塑料很可能能够套用这套反应方法。


然而要实现真正的商业化,林教授的团队仍旧有一些问题需要克服:


目前,塑料垃圾处理的另一大痛点,是回收垃圾的分类。受限于不同种类垃圾对于处理方式的不同要求,必须在进入不同回收站前,由人员进行手工分类,这项工作复杂又昂贵。


林教授透露,接下来他们的研究方向,就是寻找一种催化过程,从分子水平上直接分解混合塑料垃圾中的混合物,避免进一步的物理分离,以从根本上减少垃圾分类回收的巨大成本。


“将废塑料转化为燃料可以显著减少垃圾填埋场中累积的固体废物,” 林鸿飞在接受采访时说道,“如果废塑料管理不善,最终会流入海洋,慢慢分解成无数的微塑料颗粒,携带污染物进入食物链。”


饮水思源,环境科学是人类需要关注的永恒议题,健康积极的科学研究,则永远为生命发展服务。


文章来源: DeepTech深科技

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