科学探索|废弃塑料也能提高“身价” 新工艺可将聚乙烯裂解成丙烯废弃塑料也能提高“身价”|新

无处不在的塑料袋是出了名的难回收。即便被回收，也难以重新制造出高价值的东西。美国加州大学伯克利分校和劳伦斯·伯克利国家实验室开发出一项新工艺，使用催化剂将长聚乙烯（PE）聚合物分解成均匀的短链，即三碳分子丙烯，这是制造其他高价值塑料（如聚丙烯）的原料。相关论文发表在最新一期《科学》杂志上。

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聚乙烯塑料约占全球塑料市场的1/3，每年从化石燃料中生产超过1亿吨，其中原料包括页岩气。新工艺将聚乙烯解聚并转化为丙烯，是一种升级循环的方式，可从基本已经一文不值的废物中生产更高价值的产品，同时减少化石燃料的使用。
新工艺需要用催化剂打破聚乙烯上的两个碳氢键，研究人员最初采用的是铱催化剂，后来是铂—锡和铂—锌催化剂，以创造一个活性的碳—碳双键。有了这个“缺口”，就可以通过与乙烯和另外两种协同反应的催化剂进行反应，从而解开聚合物的链条。
【科学探索|废弃塑料也能提高“身价” 新工艺可将聚乙烯裂解成丙烯】接着，研究人员添加由钯制成的第二种催化剂，使丙烯分子（三碳分子）能够反复地从反应端被剪除。结果表明，80%的聚乙烯被还原为丙烯。
该团队证明，该工艺适用于各种PE塑料，包括半透明奶瓶、不透明洗发水瓶、PE包装、黑色硬塑料盖等，所有这些都被有效地还原为丙烯，只需去除着色剂即可。
“只要回收利用，很多聚乙烯塑料就会变成低档材料。你不能拿一个回收的塑料袋，再用它制造一个相同质量的塑料袋。”加州大学伯克利分校亨利·拉波波特有机化学教授约翰·哈特威格说，“但如果你能把该塑料袋的单体分解成小块，然后再聚合，那就无需更多化石原料，而是把它作为碳源来制造其他东西，比如聚丙烯。我们将减少用于这一目的的页岩气，或用于丙烯的其他用途，并填补所谓的丙烯缺口。”
最近，研究团队还使用了创新的催化技术，创造了一种将聚乙烯袋转化为粘合剂的工艺，这是另一种有价值的产品。总而言之，这些新工艺会将塑料垃圾“变废为宝” 。