瞄準最常見的塑膠垃圾回收利用,新型釕基催化劑能轉化出 77% 液體燃料

作者 | 發布日期 2021 年 01 月 07 日 13:39 | 分類 尖端科技 , 材料 Telegram share ! follow us in feedly


從購物袋、食品包裝袋到玩具、電子產品,生活中難以回收的塑膠無所不在,其中最常見的聚烯烴製品難以與催化劑相互作用,增加回收作業難度。不過最近研究人員製造了一種結合釕與二氧化鈰的新型催化劑,不僅可在相對溫和的環境下反應,還能高效率轉化出有價值的化學品。

聚烯烴(polyolefin)是烯烴經過加聚反應形成的高分子化合物,通常由許多相同或不同的簡單烯烴分子聚合形成,也是市面上最常見的塑膠製品。但因其物理性質,負責降低化學反應活化能的催化劑很難直接與聚烯烴分子相互作用,得在高溫條件下才能作業,因此當前塑膠回收環境溫度至少達 300℃,最高則有 900℃。

日本東北大學化學家 Keiichi Tomishige 團隊於是希望找到一種非勻相催化劑,以盡量在較低溫度也能加速化學反應。研究人員將釕(ruthenium,一種鉑族金屬)與二氧化鈰(用於拋光玻璃)結合,製出可以在 200℃ 溫度下反應的新型催化劑,與其他催化劑相比,它所需的能量輸入少很多,Keiichi Tomishige 表示,過去也沒有人想出釕基催化劑可作為直接回收聚烯烴的方法。

在測試中,團隊利用新型催化劑轉化廢棄塑膠,材料轉化率達 92%,其中 77% 轉為液體燃料、15% 轉為蠟等生產化學品的原料。

只不過,釕這種金屬雖然常見應用於催化系統,但和鈀、鉑、銠、釔等金屬一樣,除了價格不美觀外,毒性也相對較高,這些年來,採用以鐵與鈷為核心的催化劑是更具突破性的發展。新論文發表在《Applied Catalysis B: Environmental》期刊。

(首圖來源:pixabay

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