Forskere analyserer, hvordan en kemisk proces kan hjælpe med at genanvende almindeligt plastaffald

Forskere har analyseret en kemisk proces, der kan hjælpe med at genanvende almindeligt plastikaffald, såsom det fra plastikposer og emballage, til nyttige kemikalier og brændstoffer. Processen, kaldet pyrolyse, går ud på at opvarme plastikken i mangel af ilt for at nedbryde den til mindre molekyler. Forskerne fandt ud af, at ved at bruge en bestemt type katalysator kunne de forbedre effektiviteten af ​​processen og producere mere værdifulde produkter. Denne forskning kan føre til nye måder at genanvende plastaffald og reducere mængden af ​​plastik, der ender på lossepladser eller miljøet.

Pyrolyse er en lovende genbrugsteknologi, der gør det muligt at bruge plastaffald som et værdifuldt alternativ til fossile brændstoffer til produktion af brændstoffer, kemikalier og materialer. Processen kræver ikke vand og involverer termisk nedbrydning af plastaffald til mere ligetil komponenter. I øjeblikket har brugen af ​​katalysatorer, især heterogene katalysatorer, til pyrolyse vist potentialet til at øge selektiviteten over for målrettede produkter og forbedre effektiviteten af ​​processen. Forskere har aktivt udforsket udviklingen og forbedringen af ​​heterogene katalysatorer til plastisk pyrolyse. Imidlertid er en detaljeret forståelse af samspillet mellem katalysatorens egenskaber og pyrolyseadfærden stadig begrænset, hvilket hindrer det rationelle design af effektive katalysatorer.

I dette arbejde blev samspillet mellem katalysatorens egenskaber og pyrolyseadfærd under den katalytiske pyrolyse af lavdensitetspolyethylen (LDPE) plastaffald over hierarkiske metalzeolitkatalysatorer undersøgt. Den hierarkiske struktur forbedrer masse- og varmeoverførselsegenskaberne, og tilstedeværelsen af ​​metal letter bindingsspaltningen af ​​LDPE-molekyler. Detaljerede karakteriseringer og analyser afslørede udviklingen af ​​fysisk-kemiske egenskaber under den katalytiske pyrolyseproces, herunder katalysatorforkoksning og udviklingen af ​​aktive steder. Resultaterne giver indsigt i katalysatorens deaktiveringsmekanisme, som kan guide det rationelle design af stabile og effektive katalysatorer til pyrolyse.

Forskerholdet analyserede, hvordan sammensætningen af ​​katalysatoren og reaktionsbetingelserne påvirkede produkterne fra pyrolyseprocessen. De fandt ud af, at de ved at bruge en katalysator indeholdende zink og en specifik type zeolit ​​kunne producere mere værdifulde produkter, såsom benzen, toluen og xylen, som almindeligvis bruges til fremstilling af brændstoffer og andre kemikalier.

Denne forskning kan have betydelige konsekvenser for genanvendelse af plastaffald. Ved at bruge pyrolyse til at nedbryde plastik til mindre molekyler er det muligt at genvinde værdifulde ressourcer og reducere miljøbelastningen fra plastaffald. Forskerne planlægger at fortsætte deres arbejde med at udvikle og optimere pyrolyseprocessen og at udforske nye måder at bruge pyrolyseprodukterne til at skabe nye materialer og produkter.