تبدیل زباله‌های پلاستیکی به روغن روان‌کننده با ارزش

بطری‌ها، کیسه‌ها و انواع دیگر زباله‌های پلاستیکی به‌سرعت در محل‌های دفن زباله، اقیانوس‌ها و محیط جمع می‌شوند. ضمناً، وابستگی جهانی به بسته‌بندی‌ پلاستیکی در حال افزایش است. تبدیل زباله‌های پلاستیکی به محصولات مفید می‌تواند به کاهش این مشکل کمک کند. اما، تاکنون، پیشرفت کمی در تبدیل یکی از پلیمرهای تولیدشده به نام پلی‌پروپیلن صورت گرفته است.
بر اساس تحقیقات ارائه‌شده در روز چهارشنبه در ACS Fall 2021، نشست انجمن شیمی آمریکا، شیمیدانان ممکن است به‌تازگی راه‌حلی ارائه داده باشند. درحالی‌که Pavel A. Kots در جلسه‌ای در بخش علم و فناوری کاتالیزور صحبت می‌کرد، گزارش داد که در حضور یک کاتالیزور روتنیوم، پلی‌پروپیلن می‌تواند با بازده بالا به روغن‌های روان‌کننده باارزش برای موتورهای خودرو تبدیل شود.
Kots یک محقق فوق دکترا است که با Dionisios G. Vlachos از دانشگاه Delaware کار می‌کند. او آزمایشاتی را تشریح کرد که در آن او و همکارانش از فلزات واسطه و مواد پشتیبان برای تهیه کاتالیزورهای متعدد استفاده کردند، سپس توانایی آن‌ها را برای تجزیه انواع مختلف پلی‌پروپیلن مقایسه کردند. آن‌ها دریافتند که کاتالیزورهای متشکل از نانو ذرات روتنیوم که با دی‌اکسید تیتانیوم پشتیبانی می‌شوند، به‌خوبی کار می‌کنند.
به‌طور خاص، این تیم نشان داد که تحت شرایط هیدروژنولیز ملایم، کاتالیزور روتنیوم به‌آسانی نمونه‌های پلی‌پروپیلن را دی‌پلیمریزه می‌کند، درحالی‌که آن‌ها را به روغن‌های هیدروکربنی با بازده بالا تا 80% تبدیل می‌کند. این کاتالیزور بر روی انواع مختلف پلی‌پروپیلن، ازجمله نمونه‌هایی با طیفی از وزن مولکولی و بطری‌ها و کیسه‌های پلی‌پروپیلن تجاری، به‌خوبی کارکرد. این تیم از برچسب‌گذاری ایزوتوپ و تکنیک‌های دیگر برای بررسی مکانیسم استفاده کردند. آن‌ها دریافتند که تجزیه پلیمر از طریق مراحل متوالی هیدروژنولیز اتفاق می‌افتد که به‌تدریج زنجیره‌های مولکولی بزرگ را به محصولات کوچک‌تر می‌شکند.
James D. Burrington، متخصص کاتالیزور و روان‌سازی که بیش از 40 سال در صنعت گذرانده است، گفت: "پلی‌پروپیلن بخش بزرگی از مشکل زباله‌های پلاستیکی است. او گفت که این کشف همراه با روشن شدن مکانیسم باید انجمن کاتالیزور و کسانی که درگیر توسعه فناوری‌های پایدار برای بازیافت پلاستیک هستند، موردتوجه قرار گیرد."
Scott H. Wasserman، مدیر تحقیق و توسعه در داو، این مطالعه را به‌عنوان "هم ازنظر علمی و هم ازنظر کاربردی قابل‌توجه" توصیف کرد. Wasserman توضیح داد که بازیافت پلاستیک اغلب به فرآیندهای مکانیکی محدود بوده است که در آن پلاستیک‌های پس از مصرف جمع‌آوری می‌شوند، به‌صورت مکانیکی پردازش می‌شوند و مجدداً به جریان تولید پلاستیک وارد می‌شوند.
Wasserman گفت: "بازیافت شیمیایی نیازمند اکتشافات کاتالیزوری بدیع و جدید برای تسهیل تجزیه مولکول‌های پلیمری بلند به مولکول‌های کوچک‌تر است. او خاطرنشان کرد که این کار نشان‌دهنده پیشرفت قابل‌توجه در آن نوع بازیافت است. وی افزود: شرایط ملایم پلیمریزاسیون این روش را به عنوان یک فرآیند بازیافت کم انرژی و مقرون‌به‌صرفه ازنظر صنعتی جذاب می‌کند."
Raymond J. Gorte، متخصص کاتالیزور در دانشگاه پنسیلوانیا، تحت تأثیر با انتخاب شیمیایی این روش قرارگرفته است. او گفت: "واقعاً قابل‌توجه است" که این روش عمدتاً هیدروکربن‌های مایع و بزرگ‌تر را تولید می‌کند که روغن‌های روان‌کننده را تشکیل می‌دهند، بدون تولید مقادیر قابل‌توجهی آلکان سبک، که بسیار کم‌تر باارزش هستند." وی افزود: "این کار استاندارد بسیار بالایی را برای تحقیقات آینده در این موضوع مهم تنظیم می‌کند."

لینک خبر

https://cen.acs.org/acs-news/acs-meeting-news/Turning-plastic-garbage-valuable-lube/99/web/2021/08