Plastic is alomtegenwoordig in het leven van mensen. Nog, wanneer plastic bevattende voorwerpen hun missie hebben vervuld, slechts een klein deel wordt gerecycled tot nieuwe producten, die vaak van mindere kwaliteit zijn dan het originele materiaal. En, om dit afval om te zetten in hoogwaardige chemicaliën is veel energie nodig. Nutsvoorzieningen, onderzoekers rapporteren in ACS' JACS Au hebben een ruthenium-koolstofkatalysator gecombineerd met milde, reactieomstandigheden met lagere energie om plastics die in flessen en andere verpakkingen worden gebruikt om te zetten in brandstoffen en chemische grondstoffen.

Wereldwijde productie van stevige, plastic voor eenmalig gebruik voor speelgoed, steriele medische verpakking, en voedsel- en drankverpakkingen nemen toe. Polyolefine polymeren, zoals polyethyleen en polypropyleen, zijn de meest voorkomende kunststoffen die in deze producten worden gebruikt, omdat de moleculaire structuren van de polymeren - lange, rechte ketens van koolstof- en waterstofatomen - maken materialen zeer duurzaam. Het is moeilijk om de koolstof-koolstofbindingen in polyolefinen af ​​te breken, echter, dus energie-intensieve procedures met hoge temperaturen, van 800 tot 1400 F, of er zijn sterke chemicaliën nodig om ze af te breken en te recyclen. Eerdere studies hebben aangetoond dat edele metalen, zoals zirkonium, platina en ruthenium, kan het proces van opsplitsen kort katalyseren, eenvoudige koolwaterstofketens en gecompliceerde, plantaardige ligninemoleculen bij gematigde reactietemperaturen die minder energie vereisen dan andere technieken. Dus, Yuriy Román-Leshkov en collega's wilden zien of op metaal gebaseerde katalysatoren een vergelijkbaar effect zouden hebben op vaste polyolefinen met lange koolwaterstofketens, ze desintegreren in bruikbare chemicaliën en aardgas.

De onderzoekers ontwikkelden een methode om onder milde omstandigheden eenvoudige koolwaterstofketens te laten reageren met waterstof in aanwezigheid van edel- of overgangsmetaal nanodeeltjes. In hun experimenten, ruthenium-koolstof nanodeeltjes omgezet meer dan 90% van de koolwaterstoffen in kortere verbindingen bij 392 F. Dan, het team testte de nieuwe methode op complexere polyolefinen, inclusief een in de handel verkrijgbare plastic fles. Ondanks het niet voorbehandelen van de monsters, zoals nodig is met de huidige energie-intensieve methoden, ze werden met deze nieuwe methode volledig afgebroken tot gasvormige en vloeibare producten. In tegenstelling tot de huidige degradatiemethoden, de reactie kon zo worden afgestemd dat het aardgas of een combinatie van aardgas en vloeibare alkanen opleverde. De onderzoekers zeggen dat het implementeren van hun methode kan helpen het volume van afval na consumptie op stortplaatsen te verminderen door kunststoffen te recyclen tot wenselijk, zeer waardevolle alkanen, hoewel technologie om de producten te zuiveren nodig is om het proces economisch haalbaar te maken.