Новый каталитический метод повысит эффективность переработки пластика
Группа экспертов из ряда американских университетов и лабораторий представила новый каталитический процесс, избирательно превращающий пластиковые отходы в продукты более высокого качества, вроде смазочных масел или восков. Последние могут быть сырьем для чистящих или косметических средств.
В исследовании участвовали сотрудники Аргоннской и Эймской лабораторий, Северо-Западного Корнелльского, Калифорнийского (Санта-Барбара) и Университета Южной Каролины, сообщает eurekalert.org. Его выводы опубликованы в ACS Central Science.
«Мы, как общество, можем принять меры для снижения потребления пластика. Но в некоторых сферах его сложно заменить. Мы решили найти способ повысить ценность отходов», — сказал Аарон Садов, лидер команды Эймской лаборатории.
Материалы, вроде полиэтилена, сложно расщепить из-за прочных связей углерод-углерод.
«Мы решили компенсировать их энергию, каталитически превращая молекулы в более качественные коммерческие продукты»,- сказал Макс Дельферро из Аргоннской национальной лаборатории.
Расщеплять полиэтилен и другие полиолефины сложно. Катализатор состоит из платиновых наночастиц, размером 2 нм каждая. Они закреплены на пероскитных нанокубоидах, шириной около 100 нм. Материал основания выбрали из-за стабильности при требуемых температурах и давлении, а также эффективного преобразования энергии. Ученые из АНЛ и Северо-Западного университета разработали технику на основе осаждения атомного слоя для управления размером наночастиц.
Ученые протестировали катализатор на образцах высокой чистоты. При подходящих условиях реакции он эффективно превращал полиэтилен в высококачественный жидкий продукт. На следующем этапе катализатор использовали со стандартным пластиковым пакетом. Эффективность соответствовала показателям с чистым полиэтиленом. Катализатор производил меньше углеводородов, чем пиролиз или аналоги из платиновых наночастиц на алюминиевой подложке.
За показатели материала отвечают 2 свойства. Первое – термическая стабильность платиновых наночастиц на более крупных перовскитных структурах, обусловленная их геометрическим соответствием. Второе – отсутствие пор в основании. Это способствует катализу.
«Результаты помогут создать будущее, где мы продолжаем пользоваться преимуществами пластика, но с меньшим вредом для окружающей среды и здоровья человека», — сказал профессор Северо-Западного университета Кеннет Поппельмайер.
