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瞄准最常见的塑胶垃圾回收利用,新型钌基催化剂能转化出 77% 液体燃料

2024-11-07 224


从购物袋、食品包装袋到玩具、电子产品,生活中难以回收的塑胶无所不在,其中最常见的聚烯烃制品难以与催化剂相互作用,增加回收作业难度。不过最近研究人员制造了一种结合钌与二氧化铈的新型催化剂,不仅可在相对温和的环境下反应,还能高效率转化出有价值的化学品。

聚烯烃(polyolefin)是烯烃经过加聚反应形成的高分子化合物,通常由许多相同或不同的简单烯烃分子聚合形成,也是市面上最常见的塑胶制品。但因其物理性质,负责降低化学反应活化能的催化剂很难直接与聚烯烃分子相互作用,得在高温条件下才能作业,因此当前塑胶回收环境温度至少达 300℃,最高则有 900℃。

日本东北大学化学家 Keiichi Tomishige 团队于是希望找到一种非匀相催化剂,以尽量在较低温度也能加速化学反应。研究人员将钌(ruthenium,一种铂族金属)与二氧化铈(用于抛光玻璃)结合,制出可以在 200℃ 温度下反应的新型催化剂,与其他催化剂相比,它所需的能量输入少很多,Keiichi Tomishige 表示,过去也没有人想出钌基催化剂可作为直接回收聚烯烃的方法。

在测试中,团队利用新型催化剂转化废弃塑胶,材料转化率达 92%,其中 77% 转为液体燃料、15% 转为蜡等生产化学品的原料。

只不过,钌这种金属虽然常见应用于催化系统,但和钯、铂、铑、钇等金属一样,除了价格不美观外,毒性也相对较高,这些年来,采用以铁与钴为核心的催化剂是更具突破性的发展。新论文发表在《Applied Catalysis B: Environmental》期刊。

  • Catalyst transforms plastic waste to valuable ingredients at low temperature
  • New Catalyst Process Recycles Plastic Waste into Useful Materials

(首图来源:pixabay)

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