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几乎每一块塑料——总共83亿吨——仍然存在于地球上的某个地方。70多年前,当塑料首次被发明出来时,很少有人考虑到它的长寿命带来的长期后果,比如它对野生动物(和人类)的危害,以及它分解需要多长时间。加州大学圣巴巴拉分校的科学家们开发了一种升级回收技术,以帮助减少塑料垃圾。
聚乙烯是什么?
生产的所有塑料中约有三分之一含有聚乙烯,这是一种轻量、耐用的热塑性塑料,全球每年价值2000亿美元。这种塑料既便宜又容易生产。随着时间的推移,聚乙烯已经变得更加多样化,从食品和饮料储存,到玩具和医疗设备,它被广泛使用。2020欧洲杯下注官网
塑料尤其有用,因为它们在化学上是惰性的,这意味着它们不会与其他环境成分发生反应。例如,塑料管不会像金属管那样被腐蚀,而且塑料涂层比其他替代品能承受更高的温度。然而,这也意味着它们更加持久——它们会存留很长时间,在某些情况下需要近1000年才能分解。
虽然塑料制品一旦使用寿命结束,扔掉要比回收容易得多,但塑料的寿命意味着它可以放在环境中,多年后慢慢分解,对野生动物构成威胁。它还渗入水道,最终成为对人类生命的威胁。
解决塑料问题
许多研究小组都致力于拯救地球,使其免受塑料包装的祸害,包括加州大学圣巴巴拉分校的苏珊娜·斯科特和迈赫迪·阿布-奥马尔。
他们两人开发了一种一锅低温的方法,将聚乙烯废料升级回收成高价值的烷基烃分子——特别是烷基苯——用于许多工业化学品和消费品。
“我们必须注意到塑料的许多积极方面,”化学和化学工程师教授斯科特说。“与此同时,我们意识到,有一个非常严重的临终问题,这是一个意想不到的后果。”
为什么塑料难以回收?
化学工程教授阿布-奥马尔解释说,塑料的化学回收之所以如此具有挑战性,是因为其原子之间的碳碳键和碳氢键。许多研究的重点是将塑料减少为可持续性目的的基本成分,但这可能是能源密集型的。
"另一方面,如果我们可以直接将聚合物转化为这些高价值的分子,完全省去回到这些积木分子的高能量步骤,那么我们就有了一个低能源足迹的高价值过程。”
加州大学圣巴巴拉分校的苏珊娜·斯科特说
Scott和Abu-Omar的方法是利用氧化铝(Pt/Al)上的铂直接从废弃的聚乙烯塑料中生成高价值的烷基化分子2O3.)催化剂。催化剂的作用是打破碳碳键,重新排列聚合物的分子骨架,形成一个六面环,这是芳香化合物的特征。
由此产生的烷基化分子广泛应用于溶剂、油漆、润滑剂、洗涤剂、药品和许多其他工业和消费品。
该方法成本低,效率高,比传统方法需要的步骤少,而且不像其他方法需要额外的溶剂或氢。此外,它的能源密集度更低——斯科特说,这种方法可以将转化的能量降低数百度。
“这是一个潜在的解决方案,”斯科特补充道。“这证明了我们可以做些什么。”发表于欧洲杯线上买球通过将垃圾填埋场的废弃聚合物转化为有价值的原材料,将塑料的线性浪费经济转变为更可持续的循环经济的可能方法越来越多,这是其中之一。欧洲杯足球竞彩
“这是二次利用的一个例子,我们可以更有效地生产这些原材料,比从石油中生产它们带来更好的环境影响,”欧洲杯足球竞彩阿布·奥马尔说。“我们在地上挖洞,我们生产,我们制造,我们使用,我们扔掉。所以,在某种程度上,这真的打破了以前的思维方式。这里有有趣的科学可以做,它将引领我们找到欧洲杯线上买球新的发现、新的范式和研究化学的新方法。”
塑料回收的未来
需要进一步的研究来了解这项技术如何以及在哪里可能产生最大的影响。它在帮助减缓塑料垃圾的增长、回收部分价值、甚至可以减少我们对制造塑料所用石油的依赖方面可能特别有用。
如果没有别的办法,回收83亿吨已经生产的塑料中的一部分,并减少需要制造的新塑料的数量,只会对可持续发展和环境产生积极的影响,并减少我们在塑料生产中对化石燃料的依赖。
参考资料及进一步阅读
加州大学圣巴巴拉分校(2020),将聚乙烯塑料废物升级回收成有价值的分子,欧洲杯线上买球《科学日报》(在线)https://www.欧洲杯线上买球sciencedaily.com/releases/2020/10/201022143928.htm2020年11月5日。
张F。等(2020),聚乙烯串联加氢/芳构化升级循环为长链烷基烃,欧洲杯线上买球(在线)https://欧洲杯线上买球science.sciencemag.org/content/370/6515/4372020年11月5日。