「白色垃圾」有望變身清潔柴油,聚乙烯廢塑料降解獲重大突破

2020-11-26 上海觀察

把廢塑料倒進一個類似飲水機的裝置，擰開龍頭，出來的卻是清潔柴油。這樣的科學夢想也許有一天終會到來。上海有機化學所黃正課題組和加州大學爾灣分校管治斌課題組，近日在聚乙烯廢塑料降解研究取得重大突破，相關成果北京時間18日凌晨2點《科學進展》在線發表。

 

塑料作為三大有機高分子材料之一，是人類的一個偉大發明。但由於其難以降解，「白色垃圾」已成全世界共同的難題。聚乙烯是世界上年產量最大的塑料產品，超過上億噸。它是最具惰性和穩定性的高分子之一，非常難以降解，甚至過了上千年仍然存在，分子結構也不變。目前絕大部分的廢塑料，主要通過填埋和燃燒的方法處理，前者佔用土地資源，且易造成地下水汙染；後者增加碳排放，造成大氣汙染。

 

這次科研突破的兩個亮點引起了不少外媒的關注。作為反應試劑和溶劑的一些低碳烷烴，在石油煉製中大量生成，不能作為運輸系統燃油或天然氣，使用價值有限。就是這樣一些大量存在、低價值的物質，通過和聚乙烯重組反應，可以有效降低聚乙烯的分子量和長度。這種技術不僅可以降解幾乎所有類型的聚乙烯，還能兼容商業級別聚乙烯中各種添加劑，並被證明適用於實際生活中多種聚乙烯廢塑料。

 

相比傳統的高溫裂解，這一方法能夠在較低溫度下主要生成清潔的柴油。高溫裂解往往需要超過400攝氏度的反應溫度，產物成份複雜，利用價值低。而黃正、管治斌等發展的降解體系所需溫度較低（150-200攝氏度），產物以直鏈烷烴為主，可選擇性生成柴油或聚乙烯蠟。這一新方法產生的柴油只有碳、氫元素，燃燒時不會產生含硫、氮的一些汙染物。至於聚乙烯臘，則可作為添加劑在聚烯烴加工領域得到應用。

 

黃正研究員告訴記者，目前這一科研成果上海有機化學所已申請專利，但還只是實驗室級別，離實際應用還有還長的一段路要走。接下來，他們要把這一研究由克級推進到公斤級。

 

中科院院士、上海有機化學所所長丁奎嶺表示，這是一項十分具有挑戰性的研究工作，所取得的階段性成果為未來解決白色汙染的資源化利用問題開闢了一個新的思路，提供了一種可能的途徑，並增強了信心。

 

黃正研究員（右二）正在指導學生。                                  上海有機化學所提供

 

題圖來源：視覺中國  圖片編輯：曹立媛

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