时间:2022-05-31 09:55:12来源:
华盛顿州立大学的研究人员开发了一种创新方法,将塑料转化为喷气燃料和其他有价值产品的成分,从而使塑料的再利用变得更容易、更具成本效益。
研究人员在他们的反应中能够在中等温度下在一小时内将 90% 的塑料转化为喷气燃料和其他有价值的碳氢化合物产品,并且可以轻松地微调过程以制造他们想要的产品。在研究生贾楚华和化学工程与生物工程学院副教授林鸿飞的带领下,他们在《化学催化》杂志上报告了他们的工作。
“在回收行业,回收成本是关键,”林说。“这项工作是我们将这项新技术推向商业化的里程碑。”
近几十年来,废塑料的堆积造成了环境危机,污染了世界各地的海洋和原始环境。随着它们的降解,已发现微小的微塑料碎片进入食物链,并成为对人类健康的潜在威胁(如果未知的话)。
然而,塑料回收一直存在问题。最常见的机械回收方法将塑料熔化并重新成型,但这会降低其用于其他产品的经济价值和质量。化学回收可以生产更高质量的产品,但它需要较高的反应温度和较长的处理时间,使得工业采用起来过于昂贵和繁琐。由于其局限性,美国每年只有大约 9% 的塑料被回收。
在他们的工作中,华盛顿州立大学的研究人员开发了一种催化工艺,可以有效地将聚乙烯转化为喷气燃料和高价值润滑油。聚乙烯,也被称为 #1 塑料,是最常用的塑料,用于从塑料袋、塑料奶壶和洗发水瓶到耐腐蚀管道、木塑复合木材和塑料家具等多种产品。
在这个过程中,研究人员使用了一种钌碳催化剂和一种常用的溶剂。他们能够在 220 摄氏度(428 华氏度)的温度下在一小时内将大约 90% 的塑料转化为喷气燃料成分或其他碳氢化合物产品,这比通常使用的温度更有效且更低。
贾惊讶地发现溶剂和催化剂的效果如此之好。
“在实验之前,我们只是推测但不知道它是否会起作用,”他说。“结果太好了。”
调整工艺条件,例如温度、时间或催化剂用量,是能够微调工艺以创造理想产品的关键步骤,Lin 说。
“根据市场,他们可以调整到他们想要生产的产品,”他说。“它们具有灵活性。这种高效工艺的应用可能为从废聚乙烯选择性生产高价值产品提供了一种有前景的方法。”
在华盛顿研究基金会的支持下,研究人员正在努力扩大未来商业化的进程。他们还相信他们的工艺可以有效地与其他类型的塑料一起使用。
这项工作是与华盛顿大学和太平洋西北国家实验室的研究人员合作完成的,其中包括 Jim Pfaendtner 教授。它由华盛顿州研究基金会和国家科学基金会资助。
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