Пластиковые отходы - одна из самых актуальных экологических проблем современности. При этом проблема сортировки разных видов пластика значительно затрудняет его переработку. Недавно инженеры Массачусетского технологического института разработали эффективный катализатор, который расщепляет смешанные виды пластмасс до газообразного пропана. В дальнейшем его можно использовать в качестве топлива или для производства новых материалов.

На диаграмме показано, как новый катализатор преобразовывает смешанные виды полимеров в газообразный пропан. В дальнейшем это вещество может выполнять роль экологичного топлива или использоваться для производства новых продуктов. MIT

Из-за широкого распространения пластика огромное его количество попадает в окружающую среду. В мире практически не осталось мест, где бы он не присутствовал. Микропластик сегодня можно встретить везде от северного до южного полюсов, от морского дна и до вершины горы Эверест. Пластик уже попал в пищевую цепочку и теперь его можно обнаружить почти во всех органах нашего тела.

Пластмассы имеют очень прочные углеродные связи. С одной стороны, они прочны и надежны в использовании, с другой - их очень сложно утилизировать. Хуже того, различные виды пластмассовых материалов требуют различных способов переработки, что затрудняет сортировку и утилизацию в масштабах страны. Однако команда Массачусетского технологического института предложила новую технологию. Она позволяет одновременно перерабатывать несколько видов пластика, превращая их в один продукт - пропан, который сам по себе имеет массу различных применений.

Ключевым элементом новой концепции является катализатор, состоящий из цеолита - пористого каркасного минерала, насыщенного наночастицами кобальта. В то время как другие катализаторы разрушают углеродные связи абсолютно произвольно, производя различные конечные продукты, новый материал разрывает связь в "правильном месте и с нужной периодичностью".

Другими словами, катализатор разрывает связи между атома пластика, высвобождая молекулу пропана. Затем процесс повторяется. Такая техника работает с самыми разными типами пластмасс, включая наиболее распространенные, такие как полиэтилен (ПЭТ) и полипропилен (ПП)

Во время технологических тестов с использованием несколько образцов промышленных пластиков специалисты обнаружили - каталитический процесс превратил около 80% пластика в газообразный пропан. Полученный газ можно использовать непосредственно в качестве топлива с относительно низким уровнем воздействия или в качестве сырья для производства новых пластмасс в частично замкнутой системе. Важно, что ингредиенты для катализатора - цеолит, кобальт и водород - относительно дешевы и легкодоступны.

В ближайшее время разработчики планируют масштабировать новую технологию для использования в реальных потоках переработки пластика, а также более детально исследовать влияние на окружающую среду некоторых загрязняющих факторов, включая клеевые составы и маркировочные этикетки.

Результаты данного проекта был представлены в издании JACS Au.

Источники: MIT, journal JACS Au

1. (https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacsau.2c00402)

2. (https://news.mit.edu/2022/plastics-recycling-cobalt-catalyst-1006)