Команда опубликовала свои результаты в декабре. 10 в Прикладном катализе B: Окружающая среда.
«Пластмассы являются незаменимыми материалами для нашей жизни, потому что они несут безопасность и гигиену в наше общество», – сказал соавторы статьи Масадзуми Тамура, доцент Исследовательского центра искусственного фотосинтеза в Институте перспективных исследований естествознания и технологий в университете Осаки. , и Кэйити Томисигэ, профессор Высшей школы инженерии Университета Тохоку. "Однако рост мирового производства пластика и быстрое проникновение пластика в наше общество привели к неправильному обращению с пластиковыми отходами, что привело к серьезным экологическим и биологическим проблемам, таким как загрязнение океана."
Полиолефиновые пластики – наиболее распространенный пластик – обладают физическими свойствами, которые затрудняют непосредственное взаимодействие катализатора, ответственного за химическое превращение, с молекулярными элементами, вызывая изменения.
Текущие усилия по переработке требуют температуры не менее 573 градусов Кельвина и до 1173 градусов Кельвина. Для сравнения, вода закипает при 373 градусах.15 градусов Кельвина, а поверхность Солнца – 5778 градусов Кельвина.
Исследователи обратились к гетерогенным катализаторам, пытаясь найти реакцию, для активации которой может потребоваться более низкая температура.
Используя катализатор в другом состоянии вещества, чем пластик, они предположили, что реакция будет сильнее при более низкой температуре.
Они объединили рутений, металл из семейства платиновых, с диоксидом церия, используемым, среди прочего, для полировки стекла, чтобы получить катализатор, который заставлял пластмассы реагировать при 473 градусах Кельвина.
Несмотря на то, что он все еще высок для восприятия человека, он требует значительно меньших затрат энергии по сравнению с другими каталитическими системами.
По словам Тамуры и Томишиге, катализаторы на основе рутения никогда не упоминались в научной литературе как способ прямой переработки полиолефиновых пластиков.
«Наш подход действовал как эффективный и многоразовый гетерогенный катализатор, демонстрируя гораздо более высокую активность, чем другие катализаторы на металлической основе, работая даже в мягких условиях реакции», – заявили Тамура и Томишиге. "Кроме того, полиэтиленовый пакет и пластиковые отходы могут быть превращены в ценные химические вещества с высокими выходами."
Исследователи обработали пластиковый пакет и пластиковые отходы катализатором, получив 92% полезных материалов, включая 77% жидкого топлива и 15% парафина.
«Ожидается, что эта каталитическая система будет способствовать не только борьбе с пластиковыми отходами, но и утилизации пластиковых отходов в качестве сырья для производства химикатов», – заявили Тамура и Томишиге.