Микрокапли воды и кислород: новый метод переработки пластика без катализаторов
Микрокапли воды и кислород: новый метод переработки пластика без катализаторов
Международная группа учёных под руководством Чжэцзянского университета (Китай) при участии Кардиффского университета (Великобритания) и Токийского университета (Япония) разработала инновационный способ переработки пластика. Метод использует только воду и кислород, полностью исключая применение дорогих и токсичных катализаторов. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.
Новая технология позволяет превращать трудно перерабатываемые отходы — полиэтилен, полипропилен и даже резиновые шины — в ценные органические кислоты. Эти кислоты являются важными химическими строительными блоками, которые широко используются в производстве лекарств, пищевых добавок и биоразлагаемых материалов.
В основе инновации лежат микроскопические капли воды. При нагревании и перемешивании расплавленного пластика с водой полимер распадается на множество мельчайших масляных капель. На границе раздела «масло-вода» спонтанно генерируются высокореакционноспособные гидроксильные радикалы, которые действуют как «молекулярные ножницы», разрезая прочные углерод-углеродные связи полимерных цепей.
Ключевые результаты
В ходе экспериментов с полиэтиленом учёные достигли почти полной конверсии пластика с выходом короткоцепочечных дикарбоновых кислот на уровне 69%. Важно, что процесс протекает в мягких условиях (при температурах чуть выше 100 °C) и не оставляет микропластика.
Исследователи успешно масштабировали процесс до 300-граммовых партий в лабораторных условиях, что подтверждает его коммерческую применимость. Метод оказался устойчив к коммерческим добавкам и смешанным потокам отходов, которые обычно «отравляют» традиционные катализаторы. Кроме того, технология эффективно работает как с водопроводной, так и с морской водой.