作者:卡伦·B
特拉华大学罗伯茨分校 在美国，不到9%的塑料垃圾被回收
学分:特拉华大学 每年有数百万吨塑料最终被填埋
这是一个很大的社会问题，也是一个更大的环境威胁
在美国，不到9%的塑料垃圾被回收
取而代之的是，超过75%的塑料垃圾最终被填埋，高达16%被焚烧，这一过程会向大气中释放有毒气体
特拉华大学塑料创新中心的研究人员开发了一种直接方法，将一次性塑料废物——塑料袋、酸奶容器、塑料瓶和瓶盖、包装等——转化为可用于喷气燃料、柴油和润滑剂的现成分子
这项工作发表在4月21日星期三《科学进展》的一篇论文中，重点是使用一种新的催化剂和独特的工艺来快速分解这些最难回收的塑料，即聚烯烃
聚烯烃占当今所有塑料的60%到70%
UD开发的工艺比其他技术需要大约少50%的能源，而且它不涉及向大气中添加二氧化碳，比其他常用技术减少了排放
在250摄氏度左右的低温下，只需几个小时就可以完成
这比你在家里烤蔬菜或烤酥皮时使用的450华氏度的烤箱温度略高
重要的是，UD团队的方法可以处理各种塑料，即使它们混合在一起，再加上考虑到可回收物的管理方式
“化学转化是对付塑料废物的最通用和最有力的方法，”迪翁·瓦拉科斯说，他是该项目的首席研究员，也是UD大学化学和生物分子工程能源教授丹·里奇教授
该论文的合著者包括刘，前博士后研究员，现为天津大学化学工程与技术副教授；和UD博士后研究员帕维尔·科茨；布兰登·万斯，UD的一名研究生；安德鲁·丹尼尔森，一个主修化学工程的大四学生
创造随时可用的分子 UD研究小组使用了一种叫做加氢裂化的化学过程，将塑料固体分解成更小的碳分子，然后在两端添加氢分子来稳定材料以备使用
UD的研究人员使用一种叫做加氢裂化的方法，将原料，如切碎的塑料瓶，分解成更小的碳分子，这些碳分子可以用来制造喷气燃料、柴油和润滑剂
学分:特拉华大学 催化裂化并不新鲜
炼油厂多年来一直用它将重质原油转化为汽油
然而，研究小组的方法不仅仅是分解塑料
它还将物质转化为分支分子，使它们更直接地转化为最终产品
瓦拉乔斯说:“这使得它们成为高价值润滑剂或燃料应用的现成分子。”他同时也是特拉华州能源研究所和UD能源创新催化中心的负责人
催化剂本身实际上是一种混合材料，由沸石和混合金属氧化物组成
众所周知，沸石的特性使其能够很好地生成分支分子
沸石存在于水净化或软化剂系统和家用洗涤剂中，它们抵消钙和镁等矿物质，使硬水变软，并改善洗衣过程
与此同时，混合金属氧化物以其在不过量的情况下分解适量大分子的能力而闻名
例如，你药箱里的抗酸剂是一种金属氧化物，用来分解或中和引起胃部不适的酸
“仅这两种催化剂就表现不佳
合在一起，这种结合产生了魔力，熔化了塑料，没有留下塑料，”瓦拉科斯说
这使得消费物价指数开发的方法比目前使用的技术有优势，尽管瓦拉乔斯强调，需要做更多的工作来将这些科学方法转化为工业
另一个好处是:该团队的催化剂材料是常用的，因此，相当便宜和丰富
“这些不是外来材料，所以我们可以很快开始考虑如何使用这项技术，”他说
他和刘已经通过经济创新与合作办公室对这种新型双催化剂和独特方法申请了临时专利
多亏了UD塑料创新中心的研究人员，塑料袋等难以回收的塑料可能已经达到了它们的匹配
UD研究小组的方法可以处理各种一次性塑料，即使它们混合在一起，再加上考虑到可回收物的管理方式
另一个第一步是让人们不要乱扔垃圾
学分:特拉华大学 可持续解决方案，循环经济 通过化学方法将塑料废物转化为燃料来减少塑料废物，可以在推动循环经济方面发挥强大的作用。在循环经济中，材料在使用寿命结束时会被回收，而不是被扔掉
回收的成分可以用来再次制造同样的东西，或者，在燃料的情况下，升级为更高价值的产品——创造经济和环境收益
“这种创新的催化方法是我们在寻求解聚过程中的一个重大进步，这种解聚过程涉及较少的能量密集型途径，并产生高度特异性的分解目标，”材料科学与工程以及化学和生物分子工程的杰出教授、消费者物价指数主任拉山达·科里说
“这一基本认识开辟了一条新的途径，使塑料废物价格稳定下来
" 安德鲁·丹尼尔森是UD的一名大四化学工程专业的学生，他参与了这个项目，对于他来说，塑料转化的潜在环境效益是令人兴奋的
“塑料垃圾是一个严重的环境问题
丹尼尔森说:“我相信这项研究有助于找到更好的方法来重新利用塑料。”他对这项工作的贡献包括通过复制实验来验证项目期间收集的数据
5月份毕业后，丹尼尔森将把这项研究经验应用到化学工业中
他已经找到了一份过程控制的工作，这是制造过程的一部分，涉及控制变量，如温度、压力和电导率等
消费物价指数研究的下一步包括探索该团队的方法可以处理哪些其他塑料以及可以制造哪些产品
首先，瓦拉乔斯说，该团队希望扩大与整个校园和塑料创新中心的同事的合作，探索通过消除浪费来制造有价值产品的其他途径
“随着这种循环经济的发展，世界将需要制造更少的原始塑料，因为我们将把今天制造的材料再利用到未来，”他说
另一个目标是开发改进回收过程本身的方法
“我们想用绿色电力来推动制造新产品的化学过程
目前我们离看到这一点还很遥远，但这就是我们未来10到20年的发展方向。”
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