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| 我國(guó)科學(xué)家找到塑料垃圾處理新方案 |
| （時(shí)間:2023/8/4 17:06:48） |
塑料垃圾處理問題是全球性難題。每年有約6億噸塑料垃圾被棄置到自然環(huán)境中，難以降解的塑料造成不斷累積的環(huán)境污染危機(jī)。
華東師范大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師姜雪峰課題組建立了一種溫和的光降解方案，通過協(xié)同的鈾酰光催化機(jī)制，在常溫常壓下實(shí)現(xiàn)了9種塑料的降解，其中包括5種塑料的混合降解，為塑料垃圾處理提供了可持續(xù)性解決方案的科學(xué)模型。相關(guān)論文成果于7月29日發(fā)表于《科學(xué)通報(bào)》(science bulletin)期刊。
姜雪峰認(rèn)為做到閉環(huán)和循環(huán)才是塑料降解的意義，如果能將使用后的塑料垃圾再次轉(zhuǎn)化為單體或其他高附加值基礎(chǔ)化學(xué)原料，用于生產(chǎn)具有不同性能的新塑料，就能最大程度減少物質(zhì)和能量的損耗以及塑料使用后所帶來的污染。
研究團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)年專注硫化學(xué)研究，他們發(fā)現(xiàn)，鈾作為催化劑，在硫的氧化過程中可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)控，并且綠色環(huán)保。“既然鈾能夠把硫這么精準(zhǔn)地調(diào)控氧化，而且這么柔和、環(huán)保，為什么不拿它來做塑料的氧化和切斷?”8月2日，在接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)，姜雪峰介紹說，“我們就拿它嘗試，果真能可控地氧化、降解塑料。”
姜雪峰課題組設(shè)計(jì)以六水合硝酸鈾作為光敏劑，在常溫常壓下成功將9種常見塑料降解為苯甲酸和對(duì)苯二甲酸等化工產(chǎn)品的原材料，其中還包括5種塑料的混合降解。
在460納米藍(lán)光照射下，聚苯乙烯可以30%分離產(chǎn)率獲得苯甲酸;聚苯乙烯泡沫可以40%產(chǎn)率降解為苯甲酸;高抗沖聚苯乙烯可以32%收率降解為苯甲酸。公斤級(jí)真實(shí)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)瓶能夠在2天內(nèi)以88%的產(chǎn)率降解為對(duì)苯二甲酸……
“原本這些塑料的自然分解要花幾十年甚至數(shù)百年，用這種策略在一兩天之內(nèi)就能把它們分解，而且分解出的物質(zhì)還能拿去做新型的、更好的塑料;或者變成醫(yī)藥中間體，用到醫(yī)藥上;也有 可能用到香精香料生產(chǎn)上。”姜雪峰說。
此外，塑料垃圾往往帶有色素、黏合劑、水漬，甚至污漬，目前，處理它們需要前期分揀、清洗，達(dá)到很干燥、很純凈才行。“采用新的光降解方案，瓶子不需要清洗，里面有水也沒關(guān)系，標(biāo)簽也不用摘除，即使有色素、黏合劑或發(fā)泡劑，依然可以降解。”姜雪峰希望能把這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到復(fù)雜真實(shí)場(chǎng)景的塑料降解上。
據(jù)了解，研究團(tuán)隊(duì)還設(shè)計(jì)開發(fā)了新型連續(xù)流光反應(yīng)裝置用于PET降解，與管式操作相比，效率提高5萬多倍。未來，他們將進(jìn)一步擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)規(guī)模，并研發(fā)實(shí)用的大型裝置。
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