En mild måde at opgradere plastik brugt i flasker til brændstof og andre højværdiprodukter

Plast er allestedsnærværende i menneskers liv. Endnu, når plastholdige genstande har opfyldt deres missioner, kun en lille mængde genanvendes til nye produkter, som ofte er af lavere kvalitet i forhold til det originale materiale. Og, at omdanne dette affald til kemikalier af høj værdi kræver betydelig energi. Nu, forskere, der rapporterer i ACS' JACS Au har kombineret en ruthenium-kulstof-katalysator og mild, lavere energireaktionsbetingelser for at omdanne plastik brugt i flasker og anden emballage til brændstoffer og kemiske råvarer.

Global produktion af robuste, engangsplastik til legetøj, steril medicinsk emballage, og mad- og drikkevarebeholdere er stigende. Polyolefin polymerer, såsom polyethylen og polypropylen, er den mest almindelige plast, der anvendes i disse produkter, fordi polymerernes molekylære strukturer - lange, lige kæder af kulstof- og brintatomer - gør materialer meget holdbare. Det er svært at nedbryde carbon-til-carbon-bindingerne i polyolefiner, imidlertid, så energikrævende procedurer ved brug af høje temperaturer, fra 800 til 1400 F, eller stærke kemikalier er nødvendige for at nedbryde og genbruge dem. Tidligere undersøgelser har vist, at ædelmetaller, såsom zirkonium, platin og ruthenium, kan katalysere processen med at adskille kort, simple kulbrintekæder og komplicerede, plantebaserede ligninmolekyler ved moderate reaktionstemperaturer, der kræver mindre energi end andre teknikker. Så, Yuriy Román-Leshkov og kolleger ønskede at se, om metalbaserede katalysatorer ville have en lignende effekt på faste polyolefiner med lange kulbrintekæder, opløse dem til brugbare kemikalier og naturgas.

Forskerne udviklede en metode til at reagere simple kulbrintekæder med brint i nærværelse af ædel- eller overgangsmetalnanopartikler under milde forhold. I deres eksperimenter, ruthenium-carbon nanopartikler omdannede over 90 % af kulbrinterne til kortere forbindelser ved 392 F. Derefter, holdet testede den nye metode på mere komplekse polyolefiner, inklusive en kommercielt tilgængelig plastikflaske. På trods af ikke at have forbehandlet prøverne, som det er nødvendigt med de nuværende energikrævende metoder, de blev fuldstændigt nedbrudt til gasformige og flydende produkter ved hjælp af denne nye metode. I modsætning til nuværende nedbrydningsmetoder, reaktionen kunne indstilles, så den gav enten naturgas eller en kombination af naturgas og flydende alkaner. Forskerne siger, at implementering af deres metode kan hjælpe med at reducere mængden af ​​post-forbrugeraffald på lossepladser ved at genbruge plast til det ønskelige, meget værdifulde alkaner, selvom teknologi til at rense produkterne er nødvendig for at gøre processen økonomisk gennemførlig.