Исследователи в своей реакции смогли превратить 90% пластика в реактивное топливо и другие ценные углеводородные продукты в течение часа при умеренных температурах и легко настроить процесс для создания продуктов, которые они хотят. Под руководством аспиранта Чухуа Цзя и Хунфэй Лин, адъюнкт-профессора Школы химической инженерии и биоинженерии имени Джина и Линды Войланд, они сообщают о своей работе в журнале, Химический катализ.

"В индустрии вторичной переработки стоимость вторичной переработки является ключевой", - сказал Лин. "Эта работа является для нас важной вехой в продвижении этой новой технологии к коммерциализации".

В последние десятилетия накопление отходов пластмасс вызвало экологический кризис, загрязнив океаны и нетронутую окружающую среду по всему миру. Было обнаружено, что по мере разложения крошечные кусочки микропластика попадают в пищевую цепочку и становятся потенциальной, хотя и неизвестной, угрозой для здоровья человека.

Однако переработка пластмасс была проблематичной. Наиболее распространенные механические методы переработки расплавляют пластик и повторно формуют его, но это снижает его экономическую ценность и качество для использования в других продуктах. Химическая переработка может привести к получению продуктов более высокого качества, но она требует высоких температур реакции и длительного времени обработки, что делает ее слишком дорогой и громоздкой для применения в промышленности. Из-за его ограничений только около 9% пластика в США перерабатывается каждый год.

В своей работе исследователи WSU разработали каталитический процесс для эффективного превращения полиэтилена в реактивное топливо и высококачественные смазочные материалы. Полиэтилен, также известный как пластик № 1, является наиболее часто используемым пластиком, используемым в огромном разнообразии продуктов, от пластиковых пакетов, пластиковых молочных кувшинов и бутылок из-под шампуня до коррозионностойких трубопроводов, древесно-пластиковых композитных пиломатериалов и пластиковой мебели.

Для этого процесса исследователи использовали рутений на углеродном катализаторе и широко используемый растворитель. Они смогли преобразовать около 90% пластика в компоненты реактивного топлива или другие углеводородные продукты в течение часа при температуре 220 градусов по Цельсию (428 градусов по Фаренгейту), что более эффективно и ниже, чем обычно используемые температуры.

Цзя был удивлен, увидев, насколько хорошо работают растворитель и катализатор.

"До эксперимента мы только предполагали, но не знали, сработает ли это", - сказал он. "Результат был таким хорошим".

Корректировка условий обработки, таких как температура, время или количество используемого катализатора, обеспечила критически важный шаг, позволяющий точно настроить процесс для получения желаемых продуктов, сказал Лин.

"В зависимости от рынка они могут настроиться на то, какой продукт они хотят производить", - сказал он. "У них есть гибкость. Применение этого эффективного процесса может обеспечить многообещающий подход к селективному производству высококачественных продуктов из отходов полиэтилена".

При поддержке Вашингтонского исследовательского фонда исследователи работают над расширением процесса для будущей коммерциализации. Они также считают, что их технология может эффективно работать с другими типами пластмасс.

Работа, которая была выполнена в сотрудничестве с исследователями из Вашингтонского университета и Тихоокеанской северо-Западной национальной лаборатории, включая профессора Джима Пфендтнера. Она финансировалась Исследовательским фондом штата Вашингтон и Национальным научным фондом.