有毒塑料廢棄物可通過單一低能耗工藝轉(zhuǎn)化為燃料和鹽酸。

中美科學(xué)家宣布開發(fā)出在室溫常壓下將混合塑料廢棄物轉(zhuǎn)化為汽油的一步法技術(shù)，轉(zhuǎn)化效率超過95%。研究團(tuán)隊(duì)稱，與傳統(tǒng)塑料轉(zhuǎn)化燃料路徑相比，該方法能耗更低、設(shè)備更簡、步驟更少，具備工業(yè)化應(yīng)用的擴(kuò)展?jié)摿Α?/p>

據(jù)報(bào)道，這項(xiàng)研究由美國能源部下屬的太平洋西北國家實(shí)驗(yàn)室、哥倫比亞大學(xué)、慕尼黑工業(yè)大學(xué)及華東師范大學(xué)的科研人員共同完成。

單步轉(zhuǎn)化與產(chǎn)出

最終產(chǎn)物包括汽油主要組分、化工原料及鹽酸?？茖W(xué)家表示這些產(chǎn)出物可應(yīng)用于水處理、金屬加工、制藥、食品生產(chǎn)和石油工業(yè)。研究人員稱："該方法通過單步反應(yīng)將多種塑料廢棄物轉(zhuǎn)化為高價(jià)值產(chǎn)品，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念。"為實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化，團(tuán)隊(duì)將塑料廢棄物與煉油副產(chǎn)品輕質(zhì)異烷烴進(jìn)行混合。

論文指出，該過程生成"汽油餾程"的碳?xì)浠衔铮ㄖ饕?-12個碳分子），即汽油的主要成分?；厥盏柠}酸可安全中和并作為原料重復(fù)使用，有望替代論文中所述的多種高溫高能耗生產(chǎn)工藝。

解決聚氯乙烯的氯難題

研究人員從全球主流廢棄塑料類型的角度闡釋了這項(xiàng)突破。多數(shù)塑料廢棄物由聚烯烴（特別是占全球產(chǎn)量約一半的聚乙烯和聚丙烯）構(gòu)成，聚氯乙烯（PVC）占比約10%。這些材料廣泛用于包裝、容器、管道、電器、醫(yī)療器械和服裝領(lǐng)域。

以氯乙烯（美國環(huán)保署認(rèn)定的一類致癌無色氣體）為原料的PVC處理尤為棘手 —— 包括焚燒在內(nèi)的傳統(tǒng)廢轉(zhuǎn)能技術(shù)，需在加工前對PVC進(jìn)行脫氯處理以避免釋放有毒化合物。而旨在將塑料降解為高價(jià)值組分的化學(xué)升級回收路徑，通常需要將高溫脫氯作為獨(dú)立步驟。脫氯（從氯化物中去除或中和氯元素）對于防止有害物質(zhì)產(chǎn)生及制備敏感應(yīng)用材料至關(guān)重要。

新研究提出了步驟整合方案："我們展示了一種單步工藝策略，可將廢棄PVC升級為無氯燃料餾程碳?xì)浠衔锛胞}酸。"

效率與現(xiàn)實(shí)應(yīng)用潛力

報(bào)道的轉(zhuǎn)化效率證明了實(shí)際應(yīng)用潛力：在86華氏度（30攝氏度）條件下，軟質(zhì)PVC管轉(zhuǎn)化率達(dá)95%，硬質(zhì)PVC管和PVC線材達(dá)99%。在PVC與聚烯烴廢棄物的混合測試中，80攝氏度（176華氏度）下固體轉(zhuǎn)化效率達(dá)96%。團(tuán)隊(duì)稱該方法適用于非實(shí)驗(yàn)室潔凈樣本，"能處理現(xiàn)實(shí)世界中受污染的混合PVC與聚烯烴廢料流"。

華東師大社交媒體發(fā)文指出，該研究屬全球首創(chuàng)，能在常溫常壓下通過單步工藝將難降解混合塑料廢棄物高效轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)汽油。除降低工藝復(fù)雜度外，作者強(qiáng)調(diào)聯(lián)產(chǎn)鹽酸的價(jià)值 —— 論文指出這種酸可在現(xiàn)代工業(yè)中安全中和并重復(fù)利用。

全球累計(jì)塑料產(chǎn)量已達(dá)100億噸，其中大部分將成為難回收廢棄物。華東師大表示，研究人員將該方法視為將問題廢料轉(zhuǎn)化為有用產(chǎn)品的重要路徑。通過將脫氯與直接升級改造相結(jié)合，并利用煉油廠獲得的異烷烴，該研究開創(chuàng)了單步生產(chǎn)"汽油餾程"碳?xì)浠衔锊⒒厥沾笞诨瘜W(xué)品的工藝路線，旨在推動現(xiàn)有工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)。

該項(xiàng)研究成果已發(fā)表于權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》。

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