廢棄塑料也能提高“身價”新工藝可將聚乙烯裂解成丙烯

無處不在的塑料袋是出了名的難回收。即便被回收，也難以重新制造出高價值的東西。美國加州大學(xué)伯克利分校和勞倫斯·伯克利國家實驗室開發(fā)出一項新工藝，使用催化劑將長聚乙烯（PE）聚合物分解成均勻的短鏈，即三碳分子丙烯，這是制造其他高價值塑料（如聚丙烯）的原料。相關(guān)論文發(fā)表在最新一期《科學(xué)》雜志上。

聚乙烯塑料約占全球塑料市場的1/3，每年從化石燃料中生產(chǎn)超過1.0×108t，其中原料包括頁巖氣。新工藝將聚乙烯解聚并轉(zhuǎn)化為丙烯，是一種升級循環(huán)的方式，可從基本已經(jīng)一文不值的廢物中生產(chǎn)更高價值的產(chǎn)品，同時減少化石燃料的使用。

新工藝需要用催化劑打破聚乙烯上的兩個碳?xì)滏I，研究人員最初采用的是銥催化劑，后來是鉑-錫和鉑-鋅催化劑，以創(chuàng)造一個活性的碳-碳雙鍵。有了這個“缺口”，就可以通過與乙烯和另外兩種協(xié)同反應(yīng)的催化劑進(jìn)行反應(yīng)，從而解開聚合物的鏈條。

接著，研究人員添加由鈀制成的第二種催化劑，使丙烯分子（三碳分子）能夠反復(fù)地從反應(yīng)端中被剪除。結(jié)果表明，80%的聚乙烯被還原為丙烯。

該團隊證明，該工藝適用于各種PE塑料，包括半透明奶瓶、不透明洗發(fā)水瓶、PE包裝和黑色硬塑料蓋等，所有這些都被有效地還原為丙烯，只需去除著色劑即可。

“只要回收利用，很多聚乙烯塑料就會變成低檔材料。你不能拿一個回收的塑料袋，再用它制造一個相同質(zhì)量的塑料袋。”加州大學(xué)伯克利分校亨利·拉波波特有機化學(xué)教授約翰·哈特威格說，“但是，如果你能把該塑料袋的單體分解成小塊，然后再聚合，那就無需更多的化石原料，而是把它作為碳源來制造其他東西，比如聚丙烯。我們將減少用于這一目的的頁巖氣，或用于丙烯的其他用途，并填補所謂的丙烯缺口?！?/p>

最近，該研究團隊還使用了創(chuàng)新的催化技術(shù)，創(chuàng)造了一種將聚乙烯袋轉(zhuǎn)化為粘合劑的工藝，這是另一種有價值的產(chǎn)品。總而言之，這些新工藝會將塑料垃圾“變廢為寶”。