-
最新研究成果:新催化劑有望徹底降解塑料污染
【導(dǎo)讀】 尼龍 6( Nylon-6) 是造成塑料污染,包括海洋污染的主要因素,廣泛存在于日常物品中。 現(xiàn)在,化學(xué)家們開發(fā)出了一種新型催化劑,可以在幾分鐘內(nèi)快速、干凈、徹底地分解尼龍 6,而且不會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)。該過程不需要有毒溶劑、昂貴的材料或極端條件,適合日常應(yīng)用。 在實(shí)驗(yàn)中,新工藝回收了 99% 的聚合物結(jié)構(gòu)單元,然后可以將其升級為更高價(jià)值的產(chǎn)品。
許多人都看過這樣的畫面:海洋生物——海龜、海豚和海豹們被廢棄的漁網(wǎng)纏住動(dòng)彈不得,甚至悲慘死去。
尼龍6——這種存在于漁網(wǎng)、地毯和衣服等日常物品中的塑料成分,無法自行分解,一旦進(jìn)入自然環(huán)境,就會(huì)造成水污染,破壞珊瑚,扼殺鳥類和海洋生物。
現(xiàn)在,西北大學(xué)的化學(xué)家開發(fā)出了一種新型催化劑,這種新型催化劑不僅可以在環(huán)境修復(fù)中發(fā)揮重要作用,還可以邁出將尼龍6廢物升級改造為更高價(jià)值產(chǎn)品的第一步。
根據(jù)《科學(xué)日報(bào)》11月30日報(bào)道,該研究近期發(fā)表于《化學(xué)》雜志,并引用了西北大學(xué)溫伯格藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院托賓·馬克斯的話:“塑料是我們社會(huì)的一部分;我們使用了很多塑料。但問題是:用完后我們該怎么辦?理想情況下,我們不會(huì)焚燒它或?qū)⑵浞湃肜盥駡?,而是回收利用它。我們正在開發(fā)催化劑來解構(gòu)這些聚合物,將它們恢復(fù)到原來的形式,這樣它們就可以重復(fù)使用?!?
致命難題
衣服、地毯、安全帶……大多數(shù)人每天使用的各種材料中都含有尼龍 6。 但是,當(dāng)人們用完這些材料后,它們最終會(huì)被扔進(jìn)垃圾填埋場,甚至散落在自然環(huán)境中,包括海洋。 據(jù)世界野生動(dòng)物聯(lián)合會(huì)稱,每年有多達(dá) 100 萬磅的漁具被遺棄在海洋中,其中由尼龍 6 制成的漁網(wǎng)占太平洋垃圾帶的至少 46%?!皾O網(wǎng)在使用幾年后就無法再用”,論文第一作者葉立偉(音:Liwei Ye)舉例說,“漁網(wǎng)浸水后甚至很難將從海里拉出來,但更換成本低,所以最簡單的就是漁網(wǎng)直接丟棄在水里并買新的。”
“海洋中有很多垃圾,”馬克斯說, “紙板和食物垃圾可以生物降解。金屬沉到底部。然后我們就剩下塑料了?!?
目前處理尼龍 6的方法僅限于簡單地將其掩埋在垃圾填埋場中。尼龍 6燃燒時(shí)會(huì)釋放出氮氧化物等有毒污染物,這些污染物與各種健康并發(fā)癥(包括過早死亡)有關(guān)。
盡管其他實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)探索了降解尼龍 6的催化劑,但這些催化劑需要極端條件(例如高達(dá) 350 攝氏度的溫度)、高壓蒸汽(能源昂貴且效率低下)或有毒溶劑,甚至導(dǎo)致更多污染。
“你可以將塑料溶解在酸中,但得到的是污染的水,”馬克斯說。 “你用它做什么?我們的目標(biāo)始終是使用綠色溶劑。而最綠色的溶劑就是沒有溶劑?!?
回收“積木” 升級改造
為了繞過這些問題,研究人員尋找了馬克斯實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)開發(fā)的新型催化劑。該催化劑利用釔(一種地球上儲量豐富的廉價(jià)金屬)和鑭系元素離子。當(dāng)研究小組將尼龍 6 樣品加熱到熔化溫度并在沒有溶劑的情況下使用催化劑時(shí),塑料就會(huì)分解,恢復(fù)到原來的結(jié)構(gòu),而不會(huì)留下副產(chǎn)品。
“你可以把聚合物想象成項(xiàng)鏈或珍珠串,”馬克斯解釋道。 “在這個(gè)類比中,每顆珍珠都是一個(gè)單體。這些單體是構(gòu)建塊。我們設(shè)計(jì)了一種方法來分解項(xiàng)鏈,但恢復(fù)這些珍珠。”
在實(shí)驗(yàn)中,馬克斯和團(tuán)隊(duì)能夠回收 99% 的塑料原始單體。 原則上,這些單體可以升級為更高價(jià)值的產(chǎn)品,目前對其強(qiáng)度和耐用性的需求很高。
“再生尼龍實(shí)際上比普通尼龍更值錢,”馬克斯說。 “許多高端時(shí)尚品牌在衣服中使用再生尼龍?!?
有效靶向
除了回收高產(chǎn)率的單體外,該催化劑還具有高選擇性——僅靶向作用于尼龍聚合物,而不破壞周圍的材料。這意味著工業(yè)界可以將該催化劑應(yīng)用于大量未分類的廢物并選擇性地針對尼龍6。
“如果沒有靶向催化劑,那么如何將尼龍與其他廢物分離呢?” 馬克斯說道。 “你需要雇人對所有廢物進(jìn)行分類,成本高且效率低下。但如果催化劑只降解尼龍并留下其他東西,那就非常高效了?!?
回收這些單體還可以避免從頭開始生產(chǎn)更多塑料。
在為新工藝申請專利后,馬克斯和團(tuán)隊(duì)已經(jīng)收到了潛在工業(yè)合作伙伴的興趣。 他們希望其他人能夠大規(guī)模使用他們的催化劑來幫助解決全球塑料問題。
“我們的研究代表了聚合物回收和可持續(xù)材料管理領(lǐng)域向前邁出的重要一步,”葉說。 “這種創(chuàng)新方法解決了當(dāng)前回收技術(shù)的關(guān)鍵差距,為尼龍廢物問題提供了實(shí)用且有效的解決方案。我們相信它對于減少塑料的環(huán)境足跡和促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)具有重要意義。”
原文作者:阿曼達(dá)·莫里斯(材料由西北大學(xué)提供)
原文引用參考:
葉立偉(音:Liwei Ye)、劉曉陽(音:Xiaoyang Liu)、克里斯汀·B·貝克特、雅各布·羅斯鮑姆、克拉麗莎·林肯、琳達(dá)·J·布羅德貝爾特、尤西·克拉蒂什、托賓·J·馬克斯。 《用于尼龍 6 塑料快速、選擇性和無溶劑解聚的催化劑金屬配體設(shè)計(jì)》?!?化學(xué)》,2023;DOI: 10.1016/j.chempr.2023.10.022
- 責(zé)任編輯: 劉麗莉 
-
前11月“千億房企”16家,已有房企完成年度目標(biāo)
2023-12-01 15:33 觀網(wǎng)財(cái)經(jīng)-房產(chǎn) -
地產(chǎn)下行將是常態(tài),央企也在賣資產(chǎn)
2023-11-30 18:00 觀網(wǎng)財(cái)經(jīng)-房產(chǎn) -
B站三季報(bào):日活用戶破一億,凈虧損同比收窄51%
2023-11-30 16:48 -
聯(lián)合國氣候變化迪拜大會(huì)今日開幕,這些事項(xiàng)值得關(guān)注
2023-11-30 16:48 觀網(wǎng)ESG -
行業(yè)“淘汰賽”降至,通威股份一體化布局能否“御寒”?
2023-11-30 15:28 -
我國戶用光伏裝機(jī)突破1億千瓦 協(xié)鑫鑫陽光加速駛向戶用“藍(lán)海”
2023-11-29 19:43 -
被指辱華三年后,Lululemon再陷種族歧視風(fēng)波
2023-11-29 19:31 觀網(wǎng)財(cái)經(jīng)-消費(fèi) -
武大校長:師生是大學(xué)最核心的主體,校友是大學(xué)最珍視的力量
2023-11-29 18:29 大公司 -
丁祖昱:2023年房企產(chǎn)品力已提升至最高級別
2023-11-29 18:04 觀網(wǎng)財(cái)經(jīng)-房產(chǎn) -
開拓藥業(yè)突發(fā)“暴雷”,防脫發(fā)藥物III期臨床不及預(yù)期
2023-11-29 16:18 -
最新研究:美國燃煤電廠20年致46萬人死亡
2023-11-29 14:05 觀網(wǎng)ESG -
滴滴:初步確定27日夜間發(fā)生的系統(tǒng)故障起因是底層系統(tǒng)軟件發(fā)生故障
2023-11-29 11:07 -
云頂新耀全球首個(gè)IgA腎病治療藥物獲批,國內(nèi)售價(jià)1.8萬/盒
2023-11-28 18:35 觀網(wǎng)財(cái)經(jīng)-健康 -
華住集團(tuán):三季度收入增五成,在營門店超9000家
2023-11-27 11:28 觀網(wǎng)財(cái)經(jīng)-消費(fèi)
相關(guān)推薦 -
向西還是向俄?這個(gè)前蘇聯(lián)國家做出抉擇 評論 130最新聞 Hot
-
向西還是向俄?這國關(guān)鍵選舉結(jié)果顯現(xiàn),歐爾班祝賀
-
她終于為哈里斯站臺:投特朗普就是反對女性
-
他提前威脅:若美國打貿(mào)易戰(zhàn)將報(bào)復(fù)
-
法官因“健康理由”請辭,以總理逮捕令案再遭拖延
-
拜登希望“這次襲擊就是結(jié)束”,但有人公開唱反調(diào)
-
匯豐香港加入CIPS,“人民幣使用與中國經(jīng)濟(jì)不成比”
-
貝索斯向特朗普示好?《華盛頓郵報(bào)》放棄30多年大選傳統(tǒng)
-
“如果再次當(dāng)選美國總統(tǒng),我就公布肯尼迪遇刺事件檔案”
-
“7年才能撤完需急救的加沙兒童…”
-
塞爾維亞總理被她“放鴿子”,只因?yàn)閯傄娺^俄部長
-
低調(diào)的“懺悔日”行動(dòng),以色列竟提前通知伊朗?
-
三波!以色列襲擊伊朗數(shù)十個(gè)戰(zhàn)略目標(biāo)
-
美高官找補(bǔ):中方領(lǐng)先了,但美國還沒出手
-
拜登正式道歉
-
“從美國沒撈到好處,印度掉頭找中國去”
-
緊盯中國!英首相:不能對太平洋視而不見
-