بازیافت پلاستیک از طریق تبخیر
دانشمندان روش جدیدی برای بازیافت پلاستیک از طریق تبخیر ابداع کرده اند.
سیاره ما به دلیل انباشت پلاستیکها در حال خفگی ست. از بدترین نوع این پلاستیکها، پلیپروپیلن -که در بستهبندیهای غذایی و سپر خودروها استفاده میشود- و پلیاتیلن -که در کیسههای پلاستیکی، بطریها، اسباببازیها و حتی در مالچ استفاده میشود- هستند. این پلاستیکها میتوانند دههها طول بکشد تا در محیط زیست تجزیه شوند.
بازیافت پلیپروپیلن و پلیاتیلن
اگرچه پلیپروپیلن و پلیاتیلن قابلیت بازیافت دارند، اما فرایند بازیافت آنها دشوار است و اغلب مقادیر زیادی از گاز متان تولید میکند. هر دو این مواد پلیاولفینها هستند، محصولاتی که از پلیمریزاسیون اتیلن و پروپیلن به دست میآیند و مواد خام آنها عمدتاً از سوختهای فسیلی استخراج میشوند. پیوندهای پلیاولفینها به شدت مقاوم به شکستن هستند و به همین دلیل بازیافت آنها پیچیده است.
روش جدید محققان UC Berkeley
اکنون، محققان دانشگاه برکلی کالیفرنیا با روشی نوین توانستهاند این پلیمرها را بازیافت کنند. آنها از کاتالیستهایی استفاده میکنند که بهراحتی پیوندهای آنها را میشکنند و پلیمرها را به پروپیلن و ایزوبوتیلن تبدیل میکنند؛ گازهایی که در دمای اتاق به حالت گازی هستند و سپس میتوانند دوباره به پلاستیکهای جدید تبدیل شوند.
فرآیند ایزومریسازی اتنولیز
فرایند بازیافتی که این تیم تحقیقاتی به کار برده، به عنوان ایزومریسازی اتنولیز شناخته میشود. این فرآیند به یک کاتالیست برای شکستن زنجیرههای پلیمری اولفین به مولکولهای کوچکتر متکی است. پیوندهای پلیاتیلن و پلیپروپیلن به دلیل داشتن زنجیرههای طولانی از پیوندهای کربن-کربن به شدت مقاوم به واکنشهای شیمیایی هستند. این در حالی است که بسیاری از پلیمرها حداقل یک پیوند دوگانه کربن-کربن دارند که شکستن آنها بسیار آسانتر است.
استفاده از کاتالیستهای جدید و اقتصادی
در گذشته، این تیم تحقیقاتی از کاتالیستهای گرانقیمت استفاده کرده بودند که پس از مدتی خالصی خود را از دست میدادند و نمیتوانستند تمام پلاستیک را به گاز تبدیل کنند. اما استفاده از سدیم روی آلومینا و اکسید تنگستن روی سیلیکا هم کارآمدتر و هم اقتصادیتر بوده است، هرچند دمای بالای مورد نیاز برای این واکنش کمی به هزینهها افزوده است. ابداع این روش اقتصادی گامی بزرگ در جهت بازیافت پلاستیک از طریق تبخیر است.
اهمیت کاتالیست در شکستن پیوندها
مواجهه پلیاتیلن و پلیپروپیلن با سدیم روی آلومینا زنجیرههای پلیمری آنها را کوتاهتر میکند و در انتهای زنجیره پیوندهای دوگانه کربن-کربن قابل شکستن ایجاد میشود. سپس این زنجیرهها به طور مداوم شکسته میشوند. در مرحله دوم، این زنجیرهها در یک محفظه واکنش با گاز اتیلن و کاتالیست اکسید تنگستن روی سیلیکا قرار میگیرند، که باعث شکستن پیوندهای کربن-کربن میشود.
نتایج موفقیتآمیز بازیافت
این روش دارای گزینشپذیری بالاست، یعنی محصولی با کیفیت بالا تولید میکند؛ پروپیلن از پلیاتیلن و پروپیلن و ایزوبوتیلن از پلیپروپیلن به دست میآیند. هر دو این مواد در صنعت شیمیایی و پلاستیکسازی تقاضای زیادی دارند.
چالش آلودگیهای پلاستیکی
یکی از مشکلات رایج در مراکز بازیافت، ترکیب پلاستیکهای مختلف است. محققان همچنین آزمایشهایی برای بررسی موفقیت این فرایند در بازیافت پلیاتیلن و پلیپروپیلن با ترکیب سایر پلاستیکها انجام دادند. اگرچه در برخی موارد این آلودگیها باعث کاهش بازدهی بازیافت شد، اما نتایج همچنان امیدوارکننده بود.
نیاز به زیرساختهای گستردهتر
اگرچه این روش بازیافت میتواند حجم زیادی از ضایعات پلاستیکی را کاهش دهد، اما برای رسیدن به این هدف باید زیرساختهای زیادی ساخته شود. تیم تحقیقاتی امیدوار است که با افزایش مقیاس این فرایند و ایجاد روشهای عملی، بتواند به کاهش تولید پلاستیکهای جدید از منابع فسیلی و کاهش انتشار گازهای گلخانهای کمک کند.
منبع: Wired
جدیدترین اخبار علم و فناوری را در پایگاه خبری تحلیلی رویداد ۳۶۰ دنبال کنید.
