塑料给人们的日常生活带来了许多便利,但日益增多的塑料垃圾造成的环境污染也越来越严重如何经济有效地回收利用塑料已引起人们的广泛关注
中国清华大学化学系副教授,博士生导师段带领的研究团队最新研究提出了一种可持续的电化学升级回收塑料的解决方案,可以将塑料回收转化为价值更高的化学材料和氢燃料,从而帮助治理塑料污染,具有去除塑料垃圾,变废为宝的应用潜力北京时间17日晚,国际学术期刊《自然—通讯》发表了塑料经济升级和循环利用为化工材料和燃料的成果论文
研究团队通过使用地球上丰富的镍基和钴基催化剂,促进了聚对苯二甲酸乙二醇酯塑料在室温下转化为更高价值的产品该催化剂实现了高效升级回收和高产品选择性,使产品易于分离
经过电解和产品分离,研究团队将1 kg固体塑料转化为具有商业价值的固体化学品,如饲料中常用的二甲酸钾和氢燃料与通常需要高温加热的传统塑料提质回收技术相比,工艺过程中产生复杂的混合产物且分离成本高,应用最新研究成果在经济上是可行的预计1吨塑料垃圾升级回收净收入约350美元段通过网络接受中新社采访时表示,PET塑料主要用于饮料包装和面料,比如常见的矿泉水瓶,也是一种白色污染目前PET年产量6500—7000万吨,约占塑料总产量的17%,仅次于聚乙烯因此,废聚酯塑料的升级和回收是一个非常重要的科学和社会问题
通过研究和实验,研究团队发现PET由于其聚酯结构,在碱性电解液中很容易水解成对苯二甲酸和乙二醇该工艺有望与电催化氧化裂解相结合,从而实现PET制备高价值化学品基于此,研究团队采用二甲酸钾作为最终产品,降低了分离成本,附加值高
已知二甲酸钾具有生物活性,能抑制大肠杆菌,沙门氏菌等有害微生物的繁殖,能促进动物生长它是一种商业化学品,被许多国家批准用于替代动物饲料中的抗生素伴随着我国立法禁止在饲料中添加抗生素,二甲酸钾在我国具有广阔的应用前景
"每一项科学技术从诞生到产业化都不是一蹴而就的."段燕坦言,在最新的研究工作中,研究团队首先证明了PET塑料升级回收工艺的可行性,也认识到了许多亟待解决的问题:一是移动电解槽的设计优化,从实验室规模到工业规模关键步骤,二是分离纯化工艺的优化,通过提高产品收率增加收入,第三,开发高效催化剂可以提高催化剂的选择性,降低成本我们希望不断优化催化剂,反应器,工艺条件等从而获得并降低成本,最终实现废旧塑料资源化转化的产业化应用
他透露,研究团队未来几年的研究目标包括高效催化剂的合成,反应机理的深入研究,新反应路径的开发以及反应器的设计和优化同时,积极与中外研究团队和相关企业建立合作关系,推动PET塑料升级回收工艺的规模化应用和长期稳定性评价
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