将塑料垃圾转化为宝藏：升高塑料成高质量的液体产品

这是分布在钙钛矿纳米管上的铂纳米颗粒的电子显微照片。

单用塑料可能具有比您想象的更固有的值。

研究人员已经开发出一种新的升高，看似低价值塑料的新方法，进入高质量的液体产品，如汽车油，润滑剂，洗涤剂，甚至化妆品。该发现还可以提高当前回收方法，导致廉价，低质量的塑料制品。

通过从环境中除去塑料污染并有助于循环经济，催化方法用一体的冲床。

西北大学，氩气国家实验室和Ames实验室带领多机构团队。

“在某些情况下，我们肯定可以作为一个社会减少塑料的消费。但总会有塑料难以取代的情况，所以我们真的希望看到我们能做些什么来在浪费中找到价值。“ - Aaron D. Sadow

“我们的团队很高兴发现了这项新技术，这些技术将有助于我们提前塑料废物积累的安装问题，”西北肯尼斯R. Poeppelmeier表示贡献。“我们的调查结果对开发未来的巨大影响，我们可以继续从塑料材料中受益，但以可持续和对环境危害的方式这样做，这就是这样做的。”

Poeppelmeier是西北北博堡艺术与科学学院的Charles E.和Emma H.莫里森化学教授。西北部的催化和表面科学和西北塑料，生态系统和公共卫生的植物议员。

Poeppelmeier与Ames Laboratory的Ames Laboratory，Ames Laboratory的化学和生物学科学家和Argonne National实验室的催化计划的团体领导者进行了一名科学家。

该研究于2019年10月23日公布，在ACS中央科学期刊。

塑料问题

每年，全球共创380万吨塑料。随着塑料市场不断增加，许多分析师预测产量可能会四次速度到2050年。在一次使用后，超过75％的塑料材料被丢弃。他们中的许多人最终在我们的海洋和水道，伤害了野生动物和传播毒素。

“在某些情况下，我们可以作为社会减少塑料消耗的情况，”Sadow说。“但总会有塑料难以更换的情况，所以我们真的希望看到我们能做什么来在浪费中找到价值。”

虽然塑料可以熔化和再加工，但这种回收率产生低值材料，这些材料不像原始材料那样强硬。实例包括将循环塑料瓶送入模压园区。

当留在野生或垃圾填埋场中时，塑料不会降解，因为它们具有非常强的碳键。相反，它们分解成较小的塑料，称为微塑料。虽然有些人认为这些强有力的债券是一个问题，西北，阿尔冈国家实验室和艾姆斯实验室队认为这是一个机会。

“我们试图通过催化转化聚乙烯分子将聚乙烯分子转化为增值商业产品，”我们试图收回将这些粘合剂固定在一起。“

催化溶液

催化剂由铂纳米颗粒组成 - 仅尺寸的两纳米〜沉积在钙钛矿纳米内，其尺寸约为50-60纳米。该团队选择了Perovskite，因为它在高温和压力下稳定，并且能量转换的绝佳良好的材料。

将纳米颗粒存放在纳米孔上，团队使用原子层沉积，这是在氩气中开发的技术，允许精确控制纳米颗粒。

在适度的压力和温度下，催化剂切割塑料的碳 - 碳键，以生产高质量的液态烃。这些液体可用于马达油，润滑剂或蜡或进一步加工以制备洗涤剂和化妆品的成分。这对比市售的催化剂，其产生较低的品质产品，具有许多短碳氢化合物，限制了产品的有用性。

甚至更好：在该过程中产生的催化方法远远较少。熔化塑料或使用常规催化剂的再循环方法产生温室气体和毒性副产品。

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参考：“升高的单用聚乙烯到高质量的液体产品中”吉隆坡A. Hacklermagali Ferrandonakalanka Tennakoonsmita Patnaikanne M.Apointesalai C.AmmalandreasHeydenfrédéricA.PerrasmarekPruskisusannah L. Scottkensh R. Poeppelmeier * Aaron D. Sadow * Massimiliano Delferro *，2019年10月23日，ACS Central Science.doi：
10.1021 / ACSCENTSCI.9B00722

本研究“将单用聚乙烯升级为优质液体产品”，由美国能源部，科学厅，基本能源科学厅（奖励号码DE-AC02-06CH11357）支持。该工作还利用西北大学的史诗和Biocryo设施，该中心的差别中心已经获得了软和混合纳米技术实验（Shyne）资源的支持（NSF ECCS-1542205）; MRSEC计划（NSF DMR-1720139）在材料研究中心;国际纳米技术研究所（IIN）;凯克基金会;和伊利诺伊州，通过IIN。研究人员还使用了低温调节设备，该设备已经获得了MRI计划（NSF DMR-1229693）的支持，并由国家科学基金会（DMR-1720139）的MRSEC计划支持的杰罗姆B.Cohen X射线衍射设施西北大学材料研究中心和谢威资源（NSF ECCS-1542205）。最后，团队使用位于圣地亚哥超级计算机中心和德克萨斯高级计算中心（奖项TG-CTS090100）以及太平洋西北国家实验室（RingGold ID 130367，Grant提案50576）。