用常見催化劑讓塑料更“新”

一項8月29日發表于《科學》的研究顯示，塑料瓶和塑料袋可以蒸發成化學合成砌塊，變成具有原始材料所有特性的新塑料。雖然仍有一些障礙需要克服，但新工藝是邁向真正的塑料循環經濟的一大步。

自20世紀50年代以來，大約有50億噸塑料被填埋，而回收工作只處理了人們生產的9%的塑料。在目前的技術下，塑料在每一輪回收中都會降解，并在經過這個過程的幾次循環后最終進入垃圾填埋場。

聚乙烯塑料袋很難回收。圖片來源：Robert Sanders/UC Berkeley

美國加州大學伯克利分校的John Hartwig和同事此前已經開發出一種將廢塑料分解成其成分的工藝，但依賴于昂貴的金屬催化劑銥、釕和鈀。這些金屬催化劑在這個過程中是無法回收的。Hartwig說，這種技術“用于學術論文、用于演示目的是可以的，但遠遠達不到想象中的工業化所需要的水平。”

現在，Hartwig團隊研發出一種改進的工藝，既適用于制造大多數塑料袋的聚乙烯，也適用于制造更硬物體的聚丙烯。Hartwig說，它只依賴于十分常見的催化劑，本質上是“污垢”。

塑料是由高分子聚合物組成的，而高分子聚合物是由更小的單體結合而成的。催化劑能打破聚合物的化學鍵，將其轉化為氣態單體，從中拼湊出新的塑料，這些塑料具有從未被回收的原始材料的所有特性。

在實驗中，該團隊使用兩種催化劑——負載鈉的氧化鋁和負載氧化鎢的二氧化硅，將聚乙烯、聚丙烯的混合物轉化為單體丙烯和異丁烯，效率接近90%。

沒有參與這項工作的英國卡迪夫大學的Benjamin Ward說，染料、阻燃劑和增塑劑等數千種添加劑使回收塑料變得更加困難。這些添加劑可能占成品的1/3，并在回收后污染最終產品。Ward認為，新工藝解決了添加劑的問題，因為將塑料分解為其成分的氣態單體也可以去除添加劑。

英國樸茨茅斯大學的Cressida Bowyer表示，即使有一個可以將廢塑料分解成其成分并承受添加劑的過程，仍然存在其他問題。“必須考慮到回收最終產品的毒性和處置。這些可能會超過回收技術所帶來的好處。”

“回收不應被視為維持或增加一次性和不必要塑料生產的任何解決方案或理由，也不應被視為繼續當前盛行的‘廢物文化’的理由。”Bowyer說。

相關論文信息：https://doi.org/10.1126/science.adq7316