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研究者發(fā)現聚乙烯廢塑料溫和可控降解新方法
2016-06-21
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據悉，中科院上海有機化學(xué)研究所黃正課題組和加州大學(xué)爾灣分校管治斌課題組合作，在聚乙烯廢塑料降解研究中獲重大突破，相關(guān)研究成果6月18日在線(xiàn)發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》。
研究者發(fā)現聚乙烯廢塑料溫和可控降解新方法
塑料作為三大材料之一，在我們日常生活中扮演著(zhù)及其重要的作用。但廢塑料難以降解，易對環(huán)境造成污染，也被稱(chēng)為“白色垃圾”，已成全世界共同的難題。
聚乙烯是年產(chǎn)量最大的塑料產(chǎn)品，同時(shí)又是最惰性和穩定的高分子之一，相比較其它類(lèi)型聚烯烴(如聚丙烯、聚苯乙烯)，更加難以降解。目前絕大部分的廢塑料，主要通過(guò)填埋和燃燒的方法處理：前者占用土地資源，且易造成地下水污染;后者增加大氣碳排放，并會(huì )造成大氣污染。值得注意的是：在中國農村，許多地方將廢塑料在露天環(huán)境下簡(jiǎn)單燃燒，造成有毒氣體(二惡英等)的排放，具有較大的危害性。
研究人員利用交叉烷烴復分解催化策略，使用價(jià)廉量大的低碳烷烴作為反應試劑和溶劑(此類(lèi)低碳烷烴在石油煉制中大量生成，不能作為燃油或天然氣，使用價(jià)值非常有限)，通過(guò)與聚乙烯發(fā)生重組反應，有效降低聚乙烯的分子量和長(cháng)度。在反應體系中低碳烷烴過(guò)量存在，可多次參與與聚乙烯的重組反應，直至把分子量上萬(wàn)、甚至上百萬(wàn)的聚乙烯降解為清潔柴油。
這種技術(shù)不僅可以降解幾乎所有類(lèi)型的聚乙烯，還能兼容商業(yè)級別聚乙烯中各種添加劑，并被證明適用于實(shí)際生活中多種聚乙烯廢塑料。相比傳統的高溫裂解，黃正、管治斌等發(fā)展的方法具有反應條件溫和，產(chǎn)物選擇性高的優(yōu)點(diǎn)。這一方法能夠在較低溫度下主要生成清潔的柴油。這一新方法產(chǎn)生的柴油只有碳、氫元素，燃燒時(shí)不會(huì )產(chǎn)生含硫、氮的污染物。至于聚乙烯蠟，則可作為添加劑，應用于聚烯烴加工領(lǐng)域。
黃正研究員告訴記者，已對這一科研成果申請專(zhuān)利。據悉，目前該團隊正在發(fā)展更高效、成本更低的聚乙烯降解催化劑，為聚烯烴降解中試反應做積極準備。
中科院院士、上海有機化學(xué)所所長(cháng)丁奎嶺表示，這是一項十分具有挑戰性的研究工作，所取得的階段性成果為未來(lái)解決“白色污染”的資源化利用問(wèn)題開(kāi)辟了一個(gè)新的思路，提供了一種可能的途徑。
研究者發(fā)現聚乙烯廢塑料溫和可控降解新方法
塑料作為三大材料之一，在我們日常生活中扮演著(zhù)及其重要的作用。但廢塑料難以降解，易對環(huán)境造成污染，也被稱(chēng)為“白色垃圾”，已成全世界共同的難題。
聚乙烯是年產(chǎn)量最大的塑料產(chǎn)品，同時(shí)又是最惰性和穩定的高分子之一，相比較其它類(lèi)型聚烯烴(如聚丙烯、聚苯乙烯)，更加難以降解。目前絕大部分的廢塑料，主要通過(guò)填埋和燃燒的方法處理：前者占用土地資源，且易造成地下水污染;后者增加大氣碳排放，并會(huì )造成大氣污染。值得注意的是：在中國農村，許多地方將廢塑料在露天環(huán)境下簡(jiǎn)單燃燒，造成有毒氣體(二惡英等)的排放，具有較大的危害性。
研究人員利用交叉烷烴復分解催化策略，使用價(jià)廉量大的低碳烷烴作為反應試劑和溶劑(此類(lèi)低碳烷烴在石油煉制中大量生成，不能作為燃油或天然氣，使用價(jià)值非常有限)，通過(guò)與聚乙烯發(fā)生重組反應，有效降低聚乙烯的分子量和長(cháng)度。在反應體系中低碳烷烴過(guò)量存在，可多次參與與聚乙烯的重組反應，直至把分子量上萬(wàn)、甚至上百萬(wàn)的聚乙烯降解為清潔柴油。
這種技術(shù)不僅可以降解幾乎所有類(lèi)型的聚乙烯，還能兼容商業(yè)級別聚乙烯中各種添加劑，并被證明適用于實(shí)際生活中多種聚乙烯廢塑料。相比傳統的高溫裂解，黃正、管治斌等發(fā)展的方法具有反應條件溫和，產(chǎn)物選擇性高的優(yōu)點(diǎn)。這一方法能夠在較低溫度下主要生成清潔的柴油。這一新方法產(chǎn)生的柴油只有碳、氫元素，燃燒時(shí)不會(huì )產(chǎn)生含硫、氮的污染物。至于聚乙烯蠟，則可作為添加劑，應用于聚烯烴加工領(lǐng)域。
黃正研究員告訴記者，已對這一科研成果申請專(zhuān)利。據悉，目前該團隊正在發(fā)展更高效、成本更低的聚乙烯降解催化劑，為聚烯烴降解中試反應做積極準備。
中科院院士、上海有機化學(xué)所所長(cháng)丁奎嶺表示，這是一項十分具有挑戰性的研究工作，所取得的階段性成果為未來(lái)解決“白色污染”的資源化利用問(wèn)題開(kāi)辟了一個(gè)新的思路，提供了一種可能的途徑。
