Полиэтиленовые отходы научились превращать в ценные химические вещества под действием света
Международная группа специалистов предложила технологию превращения отходов из полиэтилена (ПЭ) в исходное сырьё для получения ценных химических веществ. Поможет в этом фотокатализ — это воздействие света в присутствии катализатора, то есть вещества, которое ускоряет реакцию, но при этом не расходуется.
Свои выводы и наблюдения коллектив разработчиков опубликовал в журнале Science Advances («Научные достижения»). Возглавлял исследовательский проект Шижан Цяо, профессор Университета Аделаиды, Австралия.
Цяо сообщил, что они в результате переработки отходов из ПЭ получили этилен и пропионовую кислоту, причём с высокой селективностью, то есть, проще говоря, с эффективным превращением сырья в целевые вещества.
Катализаторами послужили металлы в дисперсном виде, то есть в виде фрагментов, которые не смешиваются и не реагируют друг с другом химически. Типичный фотокатализатор для таких целей — диоксид титана с изолированными атомами палладия на его поверхности. Фотокатализ протекал при комнатной температуре с окислением.
Почти 99% полученного продукта составила пропионовая кислота — это слабая органическая кислота с множеством применений: гербициды, лекарства, пластмассы, растворители, пластификаторы, моющие средства, консерванты для продуктов питания и кормов, средства от плесени и так далее. Такой большой выход получаемого вещества выгоден, так как не нужны промежуточные химически реакции по разделению «полуфабрикатов». Также важно, что реакция для переработки полиэтиленовых отходов новым способом не нуждается в промышленном процессе с потреблением топлива — нужна лишь солнечная энергия.
Второй продукт на выходе из фотокатализа, этилен, — это также важное химическое сырьё. Так, на его основе получают тот же полиэтилен, уксусную кислоту, технический этиловый спирт и многое другое.
Полиэтилен — наиболее распространённый пластик в мире и потому представляет собой одну из наибольших угроз окружающей среде. Вместе с тем пластиковые отходы — это недостаточно используемый ресурс для производства новых пластмасс и других полезных товаров.
Это понимает не только научный коллектив из Австралии. Но каталитическая переработка отходов ПЭ всё ещё мало распространена из-за сложности. Тому виной химическая инертность полимеров, то есть их «нелюбовь» к вступлению в химические взаимодействия. А ещё случаются побочные реакции из-за сложного строения участвующих в этом молекул.
Понять, насколько значительный прогресс обещает научное достижение из Аделаиды, поможет представление о типичной технологии обращения с отходами. Сейчас ПЭ перерабатывают при температурах от 400 градусов Цельсия и выше, и на выходе — смесь сложного состава, а не готовые продукты.
— Шижан Цяо, профессор Университета Аделаиды.
Свои выводы и наблюдения коллектив разработчиков опубликовал в журнале Science Advances («Научные достижения»). Возглавлял исследовательский проект Шижан Цяо, профессор Университета Аделаиды, Австралия.
Цяо сообщил, что они в результате переработки отходов из ПЭ получили этилен и пропионовую кислоту, причём с высокой селективностью, то есть, проще говоря, с эффективным превращением сырья в целевые вещества.
Катализаторами послужили металлы в дисперсном виде, то есть в виде фрагментов, которые не смешиваются и не реагируют друг с другом химически. Типичный фотокатализатор для таких целей — диоксид титана с изолированными атомами палладия на его поверхности. Фотокатализ протекал при комнатной температуре с окислением.
Почти 99% полученного продукта составила пропионовая кислота — это слабая органическая кислота с множеством применений: гербициды, лекарства, пластмассы, растворители, пластификаторы, моющие средства, консерванты для продуктов питания и кормов, средства от плесени и так далее. Такой большой выход получаемого вещества выгоден, так как не нужны промежуточные химически реакции по разделению «полуфабрикатов». Также важно, что реакция для переработки полиэтиленовых отходов новым способом не нуждается в промышленном процессе с потреблением топлива — нужна лишь солнечная энергия.
Второй продукт на выходе из фотокатализа, этилен, — это также важное химическое сырьё. Так, на его основе получают тот же полиэтилен, уксусную кислоту, технический этиловый спирт и многое другое.
Полиэтилен — наиболее распространённый пластик в мире и потому представляет собой одну из наибольших угроз окружающей среде. Вместе с тем пластиковые отходы — это недостаточно используемый ресурс для производства новых пластмасс и других полезных товаров.
Это понимает не только научный коллектив из Австралии. Но каталитическая переработка отходов ПЭ всё ещё мало распространена из-за сложности. Тому виной химическая инертность полимеров, то есть их «нелюбовь» к вступлению в химические взаимодействия. А ещё случаются побочные реакции из-за сложного строения участвующих в этом молекул.
Понять, насколько значительный прогресс обещает научное достижение из Аделаиды, поможет представление о типичной технологии обращения с отходами. Сейчас ПЭ перерабатывают при температурах от 400 градусов Цельсия и выше, и на выходе — смесь сложного состава, а не готовые продукты.
Наше фундаментальное исследование обещает экологичное решение для одновременного сокращения загрязнения пластиком и производства ценных веществ из отходов для экономики замкнутого цикла
— Шижан Цяо, профессор Университета Аделаиды.
- Дмитрий Ладыгин
- pexels.com
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Жуткие тайны из пасти людоедов
Ученые выяснили, чем на самом деле питались львы-каннибалы из Цаво....
Английский альпинист нашёлся спустя век. Правда, есть нюанс
На Эвересте обнаружили ногу британского исследователя....
Спустя 500 лет останки Колумба наконец-то обнаружены!
Ученым понадобилось более 20 лет, чтобы доказать их подлинность....
В Царской долине найден один из старейших скифских курганов
Как оказалось, здесь приносили человеческие жертвы 2000 лет подряд....
Миссия Илона Маска может погубить Марс
Эксперты пришли в ужас от планов миллиардера....
Таинственные области в мантии Земли оказались не тем, чем их считали ученые
Новое исследование показало, что все может быть намного проще....
Невероятный прорыв в науке: два человека смогли осознанно пообщаться во сне
Похоже, в нашей жизни скоро начнется новая эра....
Дотанцевался: у мужчины после многих лет брейк-данса появилась «дыра в черепе»
Врачи в шоке, а сами танцоры говорят, что это дело житейское....
Два подводных газовоза «Пилигрим» смогут заменить целый газопровод
Эксперты уверены, что новый российский проект в корне изменит систему грузоперевозок в Арктике....
Одно из древнейших животных на Земле обнаружили в австралийской глуши
Полмиллиарда лет назад был взрывной рост разнообразия видов....
Археологи восстановили приёмы боя на копьях в бронзовом веке
Экспериментальная археология проливает свет на технику обращения с оружием....
Находка окаменелостей может переписать историю не только Калифорнии, но даже США
Киты, мегалодоны, саблезубые лососи — и все это в одном месте!...
Контрольный выстрел в динозавров
Выяснилось, что астероид-убийца был не один....
Артроплевра: травоядный монстр длиной 2,7 м с головой хищника
Учёные воссоздали голову древнего членистоногого....
Доказано генетиками: Неандертальцы не вымерли
Они — это мы, хотя бы отчасти....
Набта-Плая — таинственный каменный круг в пустыне и самая древняя обсерватория в мире
Ученые говорят, что в свое время мастерство строителей круга превосходило даже зодчих Египта....