Мы сталкиваемся с нашей самой большой экологической проблемой — загрязнением пластиком. Наиболее часто используемый ПЭТ-пластик есть везде, и только 30% из них можно переработать механическим способом. Чтобы увеличить этот показатель, исследователи ищут химические процессы, которые могли бы перерабатывать обычные пластиковые отходы.
Исследовательская группа Вирджинского технологического университета под руководством аспиранта Адама Макнили и заслуженного профессора Я. А. Лю открыла химический процесс для точной переработки распространенных пластиковых отходов , таких как полиэтилентерефталат (ПЭТ). Их работа представляет собой всестороннюю оценку термодинамики, химии, очистки, управления отходами и устойчивого проектирования процессов деполимеризации ПЭТ.
Исследователи создали имитационную модель, количественно определяющую балансы массы и энергии, потребность в энергии и выбросы углекислого газа для четырех процессов деполимеризации, что обеспечивает количественную основу для промышленных практиков.
«Существует множество различных способов деполимеризации ПЭТ, и три из них активно разрабатываются для коммерческого использования, и мы демонстрируем, как эти различные методы сравниваются с точки зрения химической обработки», — говорит Макнили.
Основные моменты: химический процесс помогает перерабатывать пластиковые отходы
- Анализ 3 основных процессов химической переработки, гликолиз, метанолиз и гидролиз.
- Гликолиз был наименее энергоемким процессом, возможно, из-за более легкой очистки.
- Метанолиз демонстрирует точность, когда текущий процесс очистки был сложным.
- Гидролиз оказывается наиболее сложным и энергоемким процессом.
- Проанализированные пути деполимеризации использование этиленгликоля, метанола или воды для производства мономеров, которые можно очистить и преобразовать обратно в переработанный полимер ПЭТ.
«Важность этого исследования заключается в выявлении и разработке самых дешевых и эффективных способов переработки ПЭТ. Существует явное желание использовать продукцию, изготовленную из переработанных материалов, но если переработанный материал стоит намного дороже, чем первичный, то люди с меньшей вероятностью будут его покупать», — говорит Макнили.
Возможности исследования
- Химическая деполимеризация открывает различные пути очистки, позволяя перерабатывать отходы ПЭТ теоретически любого качества, включая упаковку и текстиль, которые составляют большую часть конечного использования ПЭТ.
- Такие компании, как Eastman Chemical Co., активно разрабатывают технологии химической переработки ПЭТ, а первая в США крупномасштабная установка деполимеризации с использованием метанолиза уже построена в Кингспорте, штат Теннесси.
Вы слышали о том, что один мужчина перерабатывает сухие отходы и предлагает за это вознаграждение?
Ограничения Разработка
- Механическая переработка не может удалить некоторые красители и примеси из отходов ПЭТ.
- Некоторые процессы имеют ограничения равновесия что снижает выход продукции.
- Высокие температуры может вызвать деградацию и образование нежелательных побочных продуктов.
- Отделение растворителей, таких как метанол и этиленгликоль, от продуктов энергоемкий.
Исследователи пришли к выводу, что химические процессы могут перерабатывать обычные пластиковые отходы. Однако еще предстоит проделать определенную работу, чтобы преодолеть трудности, возникающие в ходе этого процесса.
