Voor de eerste keer, onderzoekers hebben een nieuw katalysatorproces gebruikt om een ​​soort plastic te recyclen dat in alles zit, van boodschappentassen en voedselverpakkingen tot speelgoed en elektronica tot vloeibare brandstoffen en was.

Het team publiceerde hun resultaten op 10 december in Toegepaste Katalyse B:Milieu .

"Plastics zijn essentiële materialen voor ons leven omdat ze veiligheid en hygiëne brengen in onze samenleving, ", zeiden de co-auteurs van het papier, Masazumi Tamura, universitair hoofddocent in het Research Center for Artificial Photosynthesis in het Advanced Research Institute for Natural Science and Technology aan de Osaka City University, en Keiichi Tomishige, professor aan de Graduate School of Engineering aan de Tohoku University. "Echter, de groei van de wereldwijde plasticproductie en de snelle penetratie van plastic in onze samenleving leidden tot wanbeheer van afvalplastic, veroorzaakt ernstige ecologische en biologische problemen, zoals vervuiling van de oceaan."

Polyolefinische kunststoffen - de meest voorkomende kunststof - hebben fysieke eigenschappen die het moeilijk maken voor een katalysator, verantwoordelijk voor het induceren van chemische transformatie, om direct in wisselwerking te treden met de moleculaire elementen om een ​​verandering te veroorzaken. De huidige recyclinginspanningen vereisen temperaturen van ten minste 573 graden Kelvin, en tot 1, 173 graden Kelvin. Ter vergelijking, water kookt bij 373,15 graden Kelvin, en het oppervlak van de zon is 5, 778 graden Kelvin.

De onderzoekers keken naar heterogene katalysatoren in een poging een reactie te vinden die mogelijk een lagere temperatuur nodig heeft om te activeren. Door een katalysator te gebruiken in een andere staat van materie dan de kunststoffen, ze veronderstelden dat de reactie sterker zou zijn bij een lagere temperatuur.

Ze combineerden ruthenium, een metaal uit de platinafamilie, met ceriumdioxide, gebruikt om onder andere glas te polijsten, om een ​​katalysator te produceren die ervoor zorgde dat de kunststoffen reageerden bij 473 graden Kelvin. Hoewel nog steeds hoog voor menselijke gevoeligheden, het vereist aanzienlijk minder energie-invoer in vergelijking met andere katalysatorsystemen.

Volgens Tamura en Tomishige, Op ruthenium gebaseerde katalysatoren zijn in de wetenschappelijke literatuur nooit vermeld als een manier om polyolefinische kunststoffen direct te recyclen.

"Onze aanpak fungeerde als een effectieve en herbruikbare heterogene katalysator, met een veel hogere activiteit dan andere metaalgedragen katalysatoren, werkt zelfs onder milde reactieomstandigheden, "Zeiden Tamura en Tomishige. "Bovendien, een plastic zak en afvalplastic kunnen met hoge opbrengsten worden omgezet in waardevolle chemicaliën."

De onderzoekers verwerkten een plastic zak en afvalplastic met de katalysator, het produceren van een opbrengst van 92% aan bruikbare materialen, inclusief een opbrengst van 77% aan vloeibare brandstof en een opbrengst van 15% aan was.

"Dit katalysatorsysteem zal naar verwachting niet alleen bijdragen aan de onderdrukking van plastic afval, maar ook aan het gebruik van plastic afval als grondstof voor de productie van chemicaliën. ' zeiden Tamura en Tomishige.