一個從事基礎(chǔ)研究的國際專家團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種使用聚乙烯廢料(PE)作為原料的方法，并通過光驅(qū)動的光催化將其轉(zhuǎn)化為有價值的化學(xué)品。
阿德萊德大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院納米技術(shù)系主任兼能源與催化材料中心主任喬世章教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上發(fā)表了他們的研究結(jié)果。
喬教授說：“我們利用原子分散的金屬催化劑，將聚乙烯塑料廢料升級回收為乙烯和丙酸，具有高選擇性。”
“采用氧化耦合室溫光催化方法將廢物高選擇性地轉(zhuǎn)化為有價值的產(chǎn)品。近99%的液體產(chǎn)品是丙酸，緩解了與需要分離的復(fù)雜產(chǎn)品相關(guān)的問題?？稍偕柲苁褂枚皇窍幕剂喜⑴欧艤厥覛怏w的工業(yè)過程。”
“這種廢物變價值策略主要由四個組成部分實(shí)施，包括塑料廢物、水、陽光和利用太陽能并促進(jìn)反應(yīng)的無毒光催化劑。典型的光催化劑是表面有孤立的鈀原子的二氧化鈦。”
如今使用的大部分塑料最終都被丟棄并堆積在垃圾填埋場。PE是世界上使用最廣泛的塑料。日常食品包裝、購物袋、試劑瓶均采用PE材質(zhì)。它也是所有塑料廢物中所占比例最大的，主要最終進(jìn)入垃圾填埋場，對全球環(huán)境和生態(tài)構(gòu)成威脅。
“塑料廢物是一種未開發(fā)的資源，可以回收并加工成新塑料和其他商業(yè)產(chǎn)品，”喬教授說。
“聚乙烯廢料的催化回收仍處于早期開發(fā)階段，由于聚合物的化學(xué)惰性以及反應(yīng)物分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜性引起的副反應(yīng)，實(shí)際上具有挑戰(zhàn)性。”
目前PE廢料的化學(xué)回收是在高于400°C的高溫下進(jìn)行的，會產(chǎn)生復(fù)雜的產(chǎn)品成分。
乙烯是重要的化工原料，可進(jìn)一步加工成各種工業(yè)和日用產(chǎn)品，而丙酸由于其防腐和抗菌特性，需求量也很大。
該團(tuán)隊(duì)的工作旨在解決當(dāng)代環(huán)境和能源挑戰(zhàn)，為循環(huán)經(jīng)濟(jì)做出貢獻(xiàn)。它將用于進(jìn)一步的科學(xué)研究、廢物管理和化學(xué)品制造。
喬教授說：“我們的基礎(chǔ)研究提供了一種綠色和可持續(xù)的解決方案，可以同時減少塑料污染，并從廢物中生產(chǎn)有價值的化學(xué)品，實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)。”
“這將啟發(fā)用于太陽能利用的高性能光催化劑的合理設(shè)計(jì)，并有利于太陽能驅(qū)動的廢物升級回收技術(shù)的發(fā)展。”
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