通過(guò)催化過(guò)程化學(xué)解聚PET和聚苯乙烯來(lái)減少塑料垃圾

應(yīng)對(duì)廢塑料正在成為社會(huì)最為緊迫的重大環(huán)境問(wèn)題。目前回收聚合物的方法僅對(duì)部分塑料有效，全球范圍內(nèi)回收的原始聚合物只有8%。部分廢塑料進(jìn)入了河流和海洋，海洋中的廢塑料估計(jì)高達(dá)150 Mt，且每年還要增加8 Mt。

目前大多數(shù)廢塑料采用機(jī)械方法加工。廢塑料瓶、塑料管、食品包裝及塑料袋經(jīng)過(guò)分離、洗滌后再加工成顆粒，之后這些顆粒加工成其他物品。經(jīng)過(guò)機(jī)械加工后，這些廢塑料價(jià)值降低。這些顆粒通常與新的聚合物混合生產(chǎn)一些非食品包裝的產(chǎn)品。機(jī)械加工的另一個(gè)挑戰(zhàn)是不能處理含有多種類型聚合物的多層或片狀的塑料。

化學(xué)降解方法成為許多研究人員關(guān)注的焦點(diǎn)。由于常常采用高溫、高壓，現(xiàn)有的化學(xué)方法能耗很高，因此催化路線為低溫、低壓提供了可能，目前受到了許多研究機(jī)構(gòu)的追捧，但進(jìn)展緩慢。近十年來(lái)，IBM公司和斯坦福大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)了一系列新型卡賓催化劑，在低溫(75 ℃)下，以乙二醇為溶劑可有效地使聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)解聚。IBM公司的其他工作重點(diǎn)放在以離子液為原料制備的N-雜環(huán)卡賓的利用上。離子液同時(shí)扮演著溶劑與催化劑雙重角色。該工藝專門(mén)為聚酯定制。

2018年12月的《催化劑通訊》(Focus on Catalysts)高調(diào)宣傳了加拿大安大略省Pyrowave公司提出的一種新的催化微波解聚(CMD)工藝和商業(yè)模式。CMD解聚工藝專門(mén)用于加工聚苯乙烯。采用微波與專有催化劑相結(jié)合，將聚苯乙烯分解，苯乙烯單體收率為60%～85%。其余的產(chǎn)物主要是乙苯，可以再轉(zhuǎn)化為苯乙烯。Pyrowave公司的商業(yè)模式是在垃圾填埋場(chǎng)旁邊使用小型模塊式裝置(產(chǎn)能約800 ta)。