《中国科大开辟废弃聚乙烯塑料循环升级新路径》

  • 来源专题:先进材料
  • 编译者: 李丹
  • 发布时间:2023-11-12
  • 来自科学网(来源:中国科大新闻网)

    2023年6月26日,中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心曾杰教授在塑料循环升级领域取得了突破性进展。研究人员提出了一种脱氢芳构和氢解串联的策略,在无须氢气和溶剂的情况下,将高密度聚乙烯塑料催化转化为高附加值的环状烃。相关研究成果以“Efficient solvent/hydrogen-free upcycling of high-density polyethylene into separable cyclic hydrocarbons”为题,于6月26日发表在国际知名学术期刊《自然·纳米技术》上。我校曾杰教授为通讯作者,博士生杜俊杰、曾琳为共同第一作者。

  • 原文来源:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/6/503587.shtm
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    • 120亿吨,这是2050年全球废弃塑料将会增加的数量。面对这一触目惊心的数字,科学家们不断开发各种方法,将这些废弃的聚合物转化为碳氢燃料、碳纳米管(CNTs)等高附加值产品。近年来,将废弃塑料制备成氢气,成为研究热点。 近日,牛津大学联合剑桥大学的课题组在《自然—催化》上报道了一种简单且快速的一步法催化分解废弃塑料的过程。该过程涉及到微波引发的固—固催化反应,即将机械粉碎的塑料混合物与作为添加剂的铁氧化物/铝氧化物复合催化剂相混合,然后进行微波处理,使得大量的氢气迅速生成。 这种简单的一步法微波催化过程,大大简化了废弃塑料催化分解的方法,可快速将普通块状塑料粉末分解成氢气和高价值的碳材料。实验数据显示,高效的催化剂在暴露于微波后,氢气迅速析出,并在约90秒的时间内形成固体碳和其它小碎片。微波催化反应开始后30秒内,析出的氢气可迅速增加到80 vol%(指体积百分比)。据介绍,本研究中使用的塑料袋(低密度聚乙烯)、食品包装袋(聚丙烯)和塑料泡沫(聚苯乙烯)等实际废 弃塑料均从大型连锁超市使用的废料中收集而来。从塑料中快速、选择性地生产氢气和碳纳米材料,也为解决日益严重的塑料废料问题提供了一条可能的途径。 相关论文信息:http://doi.org/10.1038/s41929-020-00518-5
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    • 廉价的塑料也可以“变身”为可持续性面料吗?据英国《自然·可持续性》杂志16日发表的一项最新研究,美国麻省理工学院科学家团队报告了一种新开发的、环境足迹低的聚乙烯纺织品面料。   纺织服装行业的兴起,在经济与民生发展中起到了重要的作用,但污染问题也随之而来。现阶段,时尚产业(纺织服装行业)已成为全球第二大污染行业,仅次于油气产业。这是因为纺织制造业会消耗大量的水,产生数以百万吨计的废弃物,每年排放的温室气体占到全球总量的5%到10%。纺织设备的维护通常会比制造环节消耗更多的能源和水。   此次,麻省理工学院科学家斯福特兰纳·波利斯基纳及其同事,利用标准的纺织业流程和设备,生产了聚乙烯(PE)制成的纤维、纱线和面料。这种聚乙烯完全可回收,是如今最常用的塑料之一。而研究团队发现,即使不经过任何化学处理,这些面料也具有耐污渍、吸水性好、快速干燥的特点。   这种聚乙烯纱线可以使用环保技术进行上色,避免了传统工序产生的大量有毒废水。研究团队还发现,使用聚乙烯转化面料能显著减少以往使用环节产生的环境足迹。   据稍早时间数据显示,纺织服装行业每年所产生的废水量占全球废水量20%左右,纺织服装行业的温室气体排放量也已经超过国际航班及海运的总排放量。而聚乙烯其实一直为人们所熟知,它本是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂,无臭无毒,手感似蜡,最大的特点是耐低温、电绝缘性优良、化学稳定性很好,能承受大多数酸碱的侵蚀(除了具有氧化性质的酸),因此在工业上有广泛的应用,但还没有被利用到纺织行业作为面料。   研究人员表示,最新由聚乙烯制成的面料在纺织制造等产业的一系列应用和消费市场中,将具有“独一无二”的优势。   总编辑圈点   时尚产业已成为全球第二大污染行业,它耗费水,产生大量的废弃物,还排放温室气体。从布料到衣物,时尚产业创造着对美的需求,但也在损耗着自然之美。这次,科研人员生产出了一种聚乙烯制成的面料。这种常见的材料可以化身环境友好型面料,避免传统工序产生的大量毒废水。研究人员认为,它具有独特优势。但问题是,对环境友好,未必对消费者有吸引力。要想广大时装品牌和消费者愿意接受平平无奇的聚乙烯材料还把它穿上身,恐怕还不是一件简单的事情。