【利用阳光将塑料变成可发电甲酸 南洋理工大学首创新塑料降解方法】

新加坡南洋理工大学的科学家们已经探索了一种新的降解塑料垃圾的方法。据报道,这种新的化学处理方法是第一个报道的方法。

简而言之,这个过程主要是在两种主要物质阳光和钒的帮助下,通过化学反应完成的。

科学家在塑料制品中添加一种叫做钒的金属作为催化剂,然后将它们暴露在阳光下。最后,塑料分子被溶解,产生了一种叫做甲酸的化学物质。

甲酸是一种用途广泛的天然化学物质,可用作食品防腐剂、抗菌清洁剂或氢燃料电池。此外,目前甲酸的市场需求强劲,市场规模每年达到数百万吨。

该工艺中使用的催化剂是一种叫做钒的金属,具有生物相容性和低毒性的特点,通常用于制造汽车或飞机的合金中。

对此,南洋理工大学的科学家认为,这种方法可以利用可见光和不含重金属的催化剂完全分解聚乙烯等不可生物降解的塑料,并将以环境可持续的方式处理塑料废弃物。这项研究结果首次发表在今年10月的杂志《先进科学》(高级科学)上。“原则”是什么?

大多数塑料在没有高温的情况下不容易分解,因为它们含有特殊的惰性化学键碳碳键。此外,大多数反应都有能量屏障,钒催化剂(技术上称为光催化剂)的加入有助于降低能量屏障,从而降低驱动反应所需的热量。

在这个过程中,钒首先溶解在塑料制品中,如聚乙烯杯子、防火塑料袋,然后暴露在阳光下。

用类比很容易理解。你可以把碳碳键比作拉链。钒充当拉链的把手。当压力(在这种情况下,阳光)增加时,拉链就会打开并断裂。塑料溶解也是如此。

此外,在这个化学过程中,不仅会产生甲酸,还会产生二氧化碳。对此,南洋理工大学的科学家认为有许多方法可以捕捉这种气体。

例如,在现有的工业生产过程中,二氧化碳可以转化为一氧化碳,然后再与氢气结合生成合成气主要用于化学和生物加工以及甲醇生产。

虽然这种方法目前可以溶解聚乙烯塑料,但对另一种叫做聚对苯二甲酸乙二醇酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯)的塑料无效。此外,这项技术在商业上不可行,可能还需要五年的时间。

缓解塑料危机迫在眉睫

我们的世界正面临塑料的威胁。在我们使用的塑料产品中,58%将接受被掩埋或流入河流和湖泊的命运,而只有18%将被回收利用。

其中,海洋塑料垃圾更令人震惊。去年的一份报告显示,倾倒在太平洋的塑料垃圾比法国、德国和西班牙的陆地面积总和还要大。

最令人担忧的是这些塑料不会降解,但会随着时间的推移分解成塑料颗粒,然后被海洋生物吃掉,最终进入人体。“世界自然基金会”的一项研究估计,普通人每周吃信用卡大小的塑料。