加了這種催化劑 塑料垃圾曬太陽就能變成制氫原料

塑料垃圾有了新的降解方法。2019年12月,據美國新聞網站每日科學報道,新加坡南洋理工大學(NTU)的研究人員,發現了一種可以利用陽光將塑料垃圾轉變成化學物質的方法。NTU研究人員將不可生物降解的塑料垃圾投入加有催化劑的溶劑中,並暴露在陽光下,該溶劑僅用六天時間,就將塑料分解並轉化成了甲酸。

甲酸是一種用途廣泛的天然化學物質,可以用作食品防腐劑、抗菌清潔劑或氫能燃料電池。

馬來西亞社會新聞網站SAYS報道稱,該技術是全球第一個使塑料能夠在如此短時間內分解的技術。

NTU物理與數學學院助理教授蘇漢森(Soo Han Sen)是該項目的領隊。他表示,這種新的化學反應可以完全分解例如聚乙烯等塑料。

加了這種催化劑 塑料垃圾曬太陽就能變成制氫原料
圖片來源:NTU

大多數塑料不可生物降解,因為它們含有稱為碳-碳鍵的極度惰性化學鍵,如果不施加高溫,這些化學鍵不會輕易分解。

NTU研究團隊使用的催化劑是釩。

釩是一種銀灰色的金屬,熔點高,常在化學工業中被用作催化劑,素有金屬「維生素」之稱。金屬釩多被用於汽車的鋼合金和飛機的鋁合金中。

釩作為催化劑,通常由有機基團支撐,縮寫為LV(O),它利用光能驅動化學反應,因此也被稱為釩基光催化劑。

蘇漢森表示,釩基光催化劑是專門用於打破塑料中那些碳-碳鍵的。

如果把碳-碳鍵比作拉鏈,那新型釩基光催化劑就是拉鏈的把手,當陽光照射時,釩基光催化劑解開拉鏈,使碳-碳鍵斷裂。

加了這種催化劑 塑料垃圾曬太陽就能變成制氫原料
催化劑和溶劑塑料的混合物。圖片來源:NTU

該催化劑對非聚對苯二甲酸乙二酯(PET)塑料的轉化率為100%。

蘇漢森表示,其研究團隊試圖獲得更多的研究經費以吸引人才,擴大研究工作。該塑料分解技術若要進行商業化應用,至少需要五年時間。

該研究團隊接下來的工作重點是,了解如何將此技術應用於分解其它不同類型的塑料,並減短分解時間。

目前,新加坡大多數塑料垃圾採用燃燒處理,燃燒後的灰燼被運送至新加坡的實馬高島(Semakau)垃圾填埋場。該填埋場預計2035年耗盡所有的填埋空間。

NTU試驗和研發塑料垃圾解決方案,是為了解決實馬高島垃圾填埋場空間有限的難題。

加了這種催化劑 塑料垃圾曬太陽就能變成制氫原料
新加坡的實馬高島垃圾填埋場。圖片來源:亞洲新聞頻道

此前,科學家們也嘗試過其它方法將廢棄塑料轉變為有用的化學物質,但許多方式或涉及不良試劑、或步驟過多,無法擴大生產規模。

例如,研究人員曾試圖在溶劑中加入催化劑鎘以反映產生氫氣,但鎘是一種有毒的重金屬,被鎘污染的空氣會對人體產生嚴重危害。

用釩製作的催化劑,與工業中大多數由昂貴或有毒金屬(如鉑、鈀或釕)製成的普通催化劑不同。釩基光催化劑的優點是儲量豐富、成本較低,且對環境友好。

來源:cnBeta