Полиэтиленовые отходы могут уйти в прошлое

Международная группа экспертов, проводящая фундаментальные исследования, разработала способ использования отходов полиэтилена (ПЭ) в качестве сырья и превратила их в ценные химические вещества с помощью фотокатализа, управляемого светом. Новое исследование было опубликовано в журнале Science Advances.

«Мы переработали отходы полиэтиленового пластика в этилен и пропионовую кислоту с высокой селективностью, используя атомно-дисперсные металлические катализаторы», — сказал руководитель команды исследователей профессор Шичжан Цяо из Университета Аделаиды.

Ученые пояснили, что для преобразования отходов в ценные продукты с высокой селективностью был использован метод фотокатализа с окислительной связью при комнатной температуре. Почти 99% жидкого продукта представляет собой пропионовая кислота, что облегчает проблемы, связанные со сложными продуктами, которые затем требуют разделения. Возобновляемая солнечная энергия была использована используемые, а не промышленные процессы, которые потребляют ископаемое топливо и выделяют парниковые газы.

«Эта стратегия «отходы к ценности» в основном реализуется с помощью четырех компонентов, включая пластиковые отходы, воду, солнечный свет и нетоксичные фотокатализаторы, которые используют солнечную энергию и ускоряют реакцию. Типичным фотокатализатором является диоксид титана с изолированными атомами палладия на его поверхности», - пояснили ученые.

Большая часть пластика, используемого сегодня, в конечном итоге выбрасывается и накапливается на свалках. Полиэтилен является наиболее широко используемым пластиком в мире. Ежедневная упаковка для пищевых продуктов, сумки для покупок и флаконы с реагентами изготовлены из полиэтилена. Это также самая большая доля всех пластиковых отходов, и они в основном попадают на свалки, создавая угрозу глобальной окружающей среде и экологии.

«Пластиковые отходы — это неиспользованный ресурс, который можно переработать и переработать в новые пластмассы и другие коммерческие продукты», — сказал профессор Цяо. «Каталитическая переработка отходов полиэтилена все еще находится на ранней стадии разработки и практически сложна из-за химической инертности полимеров и побочных реакций, возникающих из-за структурной сложности молекул реагентов».

В настоящее время химическая переработка отходов полиэтилена осуществляется при высоких температурах, превышающих 400°С, что приводит к получению продуктов сложного состава.

Этилен является важным химическим сырьем, которое можно в дальнейшем перерабатывать в различные промышленные и бытовые продукты, а пропионовая кислота также пользуется большим спросом благодаря своим антисептическим и антибактериальным свойствам.

Работа команды направлена на решение современных экологических и энергетических проблем, способствуя развитию экономики замкнутого цикла. Он будет полезен в дальнейших научных исследованиях, управлении отходами и химическом производстве.

«Наши фундаментальные исследования обеспечивают экологичное и устойчивое решение, позволяющее одновременно сократить пластиковое загрязнение и производить ценные химические вещества из отходов для экономики замкнутого цикла», — сказал профессор Цяо. «Это вдохновит на рациональную разработку высокоэффективных фотокатализаторов для использования солнечной энергии и принесет пользу развитию технологии переработки отходов с использованием солнечной энергии».