Полиэтиленовая пленка широко используется в качестве упаковки и быстро превращается в отходы.
Технология, разработанная специалистами Национальной лаборатории Ок-Риджа (ORNL) Министерства энергетики США, основана на содинении пластика с расплавленными солями, которые содержат хлорид алюминия. Эти соли выполняют две функции одновременно, действуя как среда реакции и как катализатор химического превращения. «Мы разработали эффективное и селективное превращение полиэтилена в бензин», — говорит Ликьи Цю, постдокторант Университета Теннесси в Ноксвилле, выполнивший большую часть экспериментов. Выход бензина составил около 60% при относительно мягких условиях реакции.
Одна из наиболее примечательных особенностей метода — то, насколько скромны его требования по сравнению с традиционными технологиями превращения пластика в топливо. «Мы переработали полимерные отходы в ценное топливо, используя коммерчески доступные неорганические соли в качестве реакционной среды для создания каталитических центров, — объясняет соавтор работы, научный сотрудник ORNL Чжэньчжэнь Ян. — В отличие от традиционных методов, новый процесс не требует катализаторов из благородных металлов, органических растворителей или внешнего водорода. Это первый случай использования расплавленных солей для производства высокоценных химикатов из отходов без каких-либо каталитических инициаторов или растворителей при температуре ниже 200°C».
Технология позволяет превратить полиэтилен в бензин.Температуру ниже 200 легко достичь в обычной кухонной духовке. Более ранние подходы к превращению полиэтилена в бензин обычно опирались на пиролиз — процесс, который использует интенсивный нагрев для разрушения крупных полимерных молекул на более мелкие углеводороды при температурах порядка 450−500°C. Более низкая температура в сочетании с отсутствием дорогостоящих катализаторов может существенно упростить процесс.
Чтобы понять механизм реакции, ученые использовали множество передовых аналитических методов: мягкую рентгеновскую спектроскопию, ядерный магнитный резонанс, изотопную маркировку и нейтронное рассеяние на источнике расщепляющих нейтронов ORNL. Исследования показали, что заряженные атомы алюминия связываются с тремя другими атомами, создавая высокоактивные каталитические центры, которые атакуют длинные молекулярные цепи полиэтилена и расщепляют их на более мелкие углеводородные молекулы.
«Система ORNL решает две фундаментальные проблемы, — отмечает глава секции химии сепарации и полимеров Шэн Дай. — Во-первых, стабильная система гораздо проще масштабируется. Во-вторых, предыдущие системы нуждались в инициаторе для запуска каталитических реакций, а наша — нет». Специалисты планируют дальнейшее совершенствование технологии для увеличения объемов производства и повышения стабильности солей.
Ранее физики научились превращать пластик в невероятно чистые наноалмазы.
Источник новости: hi-tech.mail.ru
