Как превратить тонны мусора в крупицы
Проблема утилизации пластиковых отходов остро возникла ещё в 70-х годах прошлого века. До этого мусор складировали, сжигали, но он только прибавлял в весе. Специалисты искали формулу «похудения» и, кажется, нашли.
Учёные из Германии представили прогрессивную идею о вторичной обработке остатков полистирола — искусственного сырья, полученного путём полимеризации стирола. Новый способ задействует металлический катализатор, электрическую энергию от солнечных батарей и преобразует термопластик в необходимые химические связи с параллельной добычей водорода в виде надёжного вторичного продукта.
На свалках одну треть занимает полистирол, который применяют в изготовлении упаковки и строительстве, а перерабатывают всего лишь 1%.
Группа учёных во главе с Люцем Акерманом изобрела кардинально свежее электрокаталитическое средство для расщепления полистирола. Во время реакции из пластмассы формируются мономерные соединения, применяющиеся как первичные ресурсы для всевозможных химических взаимодействий и мелких полимерных связей.
Важным компонентом метода является катализатор, состоящий из железа, железопорфиринового набора, по строению похожий на кровяной белок — гемоглобин. По сравнению с другими металлами, железо безопаснее, дешевле и доступнее.
В течение реакции железный элемент протекает через различные этапы окислительного процесса, и это вызывает разъединение углеродных соединений в полимере. Базовыми частями распада являются бензойная кислота и бензальдегид, актуальные в изготовлении душистых веществ и консервантов.
Метод проявил результативность на практике, дозволив благополучно переплавить остатки пластика. Значимое качество процесса — экологическая защита. Для этого хватит энергии от солнечных панелей. Ещё формируется водород, являющийся нужным побочным элементом, использующемся для производства натурально чистого топлива.
Создание такого решения немецкими учеными представляет перспективное решение, соединяющее переработку пластмассы с распределенным изготовлением возобновляемого водорода. Исследователи полагают, что их способ возможно легко приспособить в промышленности. Это открывает масштабные перспективы для обработки отходов и стабильного производства химических веществ.
Исследователи из штатов создали ещё один способ расщепления черного полистирола, превратив его в жидкий материал. Для этого использовали солнечные лучи и технический углерод, который входит в состав черного пластика. Данный метод перерабатывает около 80% продукта при усиленном освещении и действенно рассоединяет растворы разных пластмассовых частей.
Специалисты из Корнелльского и Принстонского университетов захотели узнать, может ли техуглерод, содержащийся в пластмассе, стать запасным соединением.
Учёные превратили эссенцию бесцветного полистирола и сажи в мелкий порошок, а потом положили в вакуумный стеклянный флакон под сильные белые светодиодные лампы на 30 минут. В итоге молекулы техуглерода подогревали частицы пластмассового полистирола, разделяя на жидкий стирол. Затем их и воссозданные фрагменты сажи группа преобразовала в твердый полистирол.
После исследователи подставили световому влиянию мелкие частицы черных полистироловых ящиков и крышек. Вследствие этого около половины продукта превратилось в стирол. Во время применения более полного сконцентрированного солнечного излучения параметр поднялся до 80%. Даже набор красных, черных, желтых, и неокрашенных элементов полистирола до конца разложился при воздействии света благодаря пигменту в темных молекулах. Быстрота расщепления получилась 67%.
Существует ещё один способ разделять пластик на необходимые элементы. Команда учёных из Техаса создала лазерный подход к разложению крепкой пластмассы. При помощи облучения пластика с применением дихалькогенидов переходных металлов можно оперативно рассоединять частицы и отдавать их в производство. Это поможет утилизировать загрязнённый пластик без опасных выбросов в атмосферу.
Небольшое излучение света ломает химические связи в пластмассе, благодаря чему происходят другие химические сплетения, а сами элементы превращаются в светящиеся углеродные пятна. На них растёт всё бо́льший спрос за счёт частого потребления. Также эти точки можно задействовать в качестве устройства сохранения сведений для последующих компьютерных систем.
Активация связи углерода и водорода демонстрирует процесс, выборочно разламывающий его в органических частицах, после чего появляются новые химические соединения. В данном эксперименте двумерные вещества применялись как катализатор для реакции, в последствии чего частицы водорода превращались в газ. Это дало шанс собрать углеродные молекулы, создавая отрезки, умеющие хранить данные.
Для улучшения развития работы углеводородного соединения при помощи света и его приспособления для промышленной эксплуатации нужны дальнейшие наблюдения и разработки. Но эти опыты уже показательны, это важный шаг в нахождении прочных способов утилизации пластика. Данный метод можно применять к цепочкам органических связей разной длины, например, полиэтилен и поверхностно-активные элементы, часто употребляемые в микроматериалах.
Автор: Вероника Рысаева
