隨著化學方面的進步不斷將新材料帶入可回收領域,美國密歇根大學(University of Michigan)的一個團隊正將目光瞄準了回收中最棘手的問題之一。
據報道,密歇根大學的科學家們已經開發出了一種將廢棄PVC(聚氯乙烯)轉化為可用產品的方法,這為這種傳統上不可回收的材料開辟了一些新可能。
就產量和數量而言,PVC在塑料中名列前茅,并被用于從管道和地板、浴簾和衣服的各種用途。然而,它在美國的回收率為零,由于其有毒成分,回收這種材料的努力受到相當大的阻礙。
“PVC是一種沒有人愿意處理的塑料,因為它有自己獨特的一系列問題,”該研究論文的第一作者Danielle Fagnani說,“PVC通常含有大量的增塑劑,這些增塑劑會污染回收流程中的所有東西,而且它通常有毒。它還會在加熱時迅速釋放鹽酸。”
增塑劑被添加到普通塑料中,以提高其耐用性和靈活性,但其中一些增塑劑對人類健康有嚴重風險,雙酚A就是其中一個例子。另一個例子是鄰苯二甲酸鹽,由于它們在日常用品中的廣泛使用,被稱為“無處不在的化學品”,它們與內分泌紊亂、兒童癌癥和過早死亡有關。增塑劑被添加到普通塑料中以提高其耐用性和靈活性,但其中一些對人類健康有嚴重的風險,尤其是眾所周知的BPA。另一種是鄰苯二甲酸鹽,由于在日常產品中廣泛使用,被稱為“無處不在的化學品”,它與內分泌紊亂、兒童癌癥和過早死亡有關。
PVC中的鄰苯二甲酸鹽是該材料最有害的成分之一,該成分和其他增塑劑在依靠熱處理的傳統回收過程中會被濾出。這個過程也會從PVC中釋放出鹽酸,這可能會導致化學灼傷并腐蝕回收設備。
因此,Fagnani和她的同事們正在試驗不依賴熱回收PVC的方法,這導致了一種具有令人興奮潛力的新穎電化學技術。研究小組使用電子來分解材料中的碳氯鍵,并通過使用PVC增塑劑之一來調解這一過程,能夠精確控制鹽酸的釋放。
“我們發現,它仍然會釋放鹽酸,但速度要慢得多,而且更可控。”她補充說。這項研究成果已于近期發表在了《自然化學》雜志上。
這使得酸可以被收集起來,并作為試劑用于其他化學反應,同時該過程還產生氯離子,可用于氯化分子,用于制藥和農業產品。該方法也留下了其他材料,科學家們正試圖找到這些材料的用途,因此還有改進的余地,這項工作展示了人們可以如何利用化學回收來賦予有問題的材料以第二次生命。
該項技術主要研究人員Anne McNeil說:“人類創造了這些神奇的材料,在許多方面改善了我們的生活,但同時又如此短視,沒有考慮到如何處理這些廢料,這是人類的失敗。
“在美國,我們仍然停留在9%的回收率上,而且這只是少數幾種類型的塑料。而且,即使是我們回收的塑料,它也導致了越來越低質量的聚合物。我們的飲料瓶再也不能成為飲料瓶了。它們變成了紡織品或公園的長椅,然后最終被填埋。”她補充說。