加州大学圣巴巴拉分校 信用:Pixabay/CC0公共域 大约70年前，当我们开始使用塑料时，并没有太多考虑——如果有的话——它们的寿命以及它们可能需要几个世纪才能分解的事实
因此，随着塑料变得多样化和更容易制造，地球现在横跨大约8
30亿吨的塑料——几乎是曾经生产过的每一点塑料——没有足够的技术或动机来缩小不断增长的塑料堆
塑料比回收塑料更便宜，更容易生产和丢弃
加州大学圣巴巴拉分校的研究人员苏珊娜·斯科特和迈赫迪·阿布-奥马尔准备改变这一长达数十年的范式
怎么做？通过一锅低温催化法，聚乙烯——一种存在于约三分之一生产的塑料中的聚合物，每年的全球价值约为2000亿美元——转化为高价值的烷基芳烃分子，这是许多工业化学品和消费品的基础
增加原本会成为垃圾的东西的价值，可以使塑料垃圾回收成为一种更有吸引力、更实际的追求，并带来对环境有益的结果
“这里有一个潜在的解决方案，”斯科特说，她和她的同事们已经在《科学》杂志上发表了他们的研究
她说，他们的努力是越来越多的可行措施中的一项，这些措施可以将塑料的线性、浪费的经济转变为更可持续的循环经济
“这是一个可以做什么的示范，”她说
废塑料的第二次生命 不可否认，现代生活在很大程度上归功于塑料，从保持食品新鲜的包装，到医疗应用中使用的无菌材料，再到我们许多负担得起的耐用商品中的廉价轻质部件
加州大学圣巴巴拉分校的化学和化学工程教授斯科特说:“我们必须牢记塑料的许多积极方面。”斯科特是UCSB·梅利坎普可持续催化加工项目的主席
“与此同时，我们意识到存在一个非常严重的生命终结问题，这是一个意想不到的后果
" 研究人员解释说，使塑料如此有用的特性也是它们如此持久的原因
这是因为它们的化学惰性——它们通常不会对环境中的其他成分做出反应
塑料管不会生锈或渗入水源，塑料瓶可以储存腐蚀性化学物质，塑料涂层可以耐高温
斯科特说:“你可以把其中一根管子放在地下，一百年后你可以把它挖出来，这是一根完全一样的管子，它可以保证你的水完全安全。”
但是这种惰性也使得塑料自然分解非常缓慢，而人工分解则非常消耗能量
“它们是由碳-碳和碳-氢键构成的，它们很难化学回收，”化学工程教授阿布-奥马尔解释道，他是能源催化专家，也是UCSB·梅利坎普绿色化学的主席
研究人员说，尽管为了可持续发展的目的，人们在学习如何减少塑料的基本成分上花费了大量的研究精力，但能源成本“长期以来一直困扰着这个领域”
当从提取的石油中提取同样的物质更便宜时，即使是将这些构件转化为高价值分子的好处也是有限的
斯科特说:“另一方面，如果我们可以直接将聚合物转化为这些更高价值的分子，并完全省去回到这些构建模块分子的高能步骤，那么我们就有了一个低能耗的高价值过程。”
这种创新的思路产生了一种新的串联催化方法，这种方法不仅可以直接从废聚乙烯塑料中产生高价值的烷基芳烃分子，而且效率高、成本低、能耗低
“我们把转变的温度降低了数百度，”斯科特说
根据该论文，传统的方法需要500到1000摄氏度之间的温度来将聚烯烃链分解成小块，并将其重新组装成气体、液体和焦炭的混合物产品，而这种催化过程的最佳温度徘徊在300摄氏度左右
研究人员解释说，相对温和的反应条件有助于以更具选择性的方式将聚合物分解成润滑剂范围内的大多数较大分子
斯科特说:“我们简化了流程中的步骤，因为我们没有进行多次转换。”
此外，该方法不需要溶剂或添加氢气，只需要一种铂/氧化铝催化剂，用于串联反应，既能打破这些坚韧的碳碳键，又能重新排列聚合物的分子“骨架”，形成具有六面环特征的结构——高价值的烷基芳族分子，广泛用于溶剂、油漆、润滑剂、洗涤剂、药物和许多其他工业和消费产品
该论文的第一作者张帆补充说:“由小分子碳氢化合物形成芳香族分子是很困难的。”
“在这里，在聚烯烃形成芳烃的过程中，氢作为副产物形成，并进一步用于切断聚合物链，使整个过程有利
结果，我们得到了长链烷基芳烃，这就是令人着迷的结果
" 这种方法代表了塑料生命周期中的一个新方向，在这个方向上，废弃的聚合物可以成为有价值的原材料，而不是被填埋，或者更糟糕的是，在水道和其他敏感的栖息地
阿布-奥马尔说:“这是第二次利用的一个例子，我们可以比用石油制造这些原材料更有效，对环境的影响更大。”
仍然必须进行研究，看看这项技术在哪里以及如何最有效，但这是一种策略，可以帮助减少塑料废物的积累，收回它们的价值，并可能减少我们对塑料来源的石油的依赖
“我们在地上挖一个洞，我们生产，我们制造，我们使用，我们扔掉，”阿布-奥马尔说
“所以在某种程度上，这真的打破了那种思维方式
这里有有趣的科学可以做，它将引领我们进入新的发现、新的范例和新的化学方法
"
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