已经制定了各种策略，以最大程度地减少迅速增加塑料废物的积累。其中一种方法涉及放大，这是基于塑料的催化转化。
图片来源：Aykut Erdogdu/Shutterstock.com
塑料是由聚合链组成的合成材料。亚博网站下载即使使用塑料已成为我们生活中不可或缺的一部分，但在海洋和垃圾填埋场中丢弃的塑料废物量也很大。这些塑料对我们的环境有许多不利影响。
从海洋，沿海地区和垃圾填埋场回收塑料
在海洋垃圾场和沿海地区发现了大量塑料废物。塑料的自然趋势是多年来降解成小碎片，这些碎片通常被海洋生物摄入。
已经实施了许多创新技术来应对这场危机，例如在受污染的河流中部署自动化的塑料收集单元，这些河流有能力每天去除50,000公斤的塑料。马来西亚和印度尼西亚的成功实施了该计划。
研究人员还指出，从市政固体废物中收回塑料的重要性，否则这些废物最终会陷入垃圾填埋场和垃圾场。塑料经历了不同的回收策略，主要分为升级（具有比相应塑料的值更高的产物）或下囊（具有低值的塑料的产物）方法。本文重点介绍聚合物的提升。
聚合物的升级
塑料回收，回收和升级的策略为克服了一次性塑料的问题提供了希望。最近，日本科学家使用了新型细菌酶制定了一种生物催化方法，以水解聚对苯二甲酸酯（PET）及其中间体，即单人（2-羟基乙基）苯甲酸。科学家认为，这种酶可能在未来创新的升级方案的发展中发挥重要作用。
研究人员表明，单体以及部分解构的聚合物都是开发各种增值化学物质，材料和燃料的重要成分。亚博网站下载化学回收或催化解聚是一个涉及聚合物废物转化为单体的过程。
如果纯化，单体会获取类似于原始塑料的特性。单体的催化去聚合取决于聚合物骨骼中不稳定的化学键。由于酯的化学解析是一种相对简单的方法，因此该过程集中在PET上，例如PET。下面讨论了一些基于产品的升级方法。
升级到化学物质
一些用于通过催化解聚到宠物转化为单体转化为单体的催化解聚方法涉及用水水解。该过程能够在中性，酸性或碱性条件下生产乙二醇和苯甲酸。最近，酶促水解在PET和聚氨酯（PUR）的催化解聚中也留下了标记。通过甲醇或乙醇通过酗酒而催化PET的催化解聚，会产生二苯甲酸酯和乙二醇。
通过化学过程（糖酵解，氨基溶解，热解），其他聚酯塑料的催化解聚，例如聚丁二烯二苯二甲酸酯（PBT）和PUR，可导致许多重要化学物质的产生。在聚合物升级到化学物质中起重要作用的另一种方法是催化氢解。
氢解析是一种解聚方法，其机制涉及聚合物化学键的破坏。通常，可以使用两种类型的塑料（即PET和聚乙烯（PE））进行塑性废物的升级，以产生1,4-苯二甲醇和乙二醇。
升级到材料亚博网站下载
现在，研究人员能够将普通的家用塑料转化为可重复使用的粘合剂，显示出罕见的延展性和强度。通常，设计坚固的粘合剂并不容易，因为它们必须将其掺入硬质和软性物质中。例如，结构粘合剂（例如，环氧树脂）具有巨大的承载强度，但缺乏韧性，这是消散压力所必需的。
科学家具有升级的聚苯乙烯-B-聚（乙烯 - 丁基）-b-苯乙烯（SEB），这基本上是一种热塑性塑料，可产生可重复使用的粘合剂。在这种情况下，研究人员使用硼晶酯将SEB与二氧化硅纳米颗粒（SINP）搭配，从而增强了聚合物。yabo214新近升级的粘合剂材料可以重复使用并回收。该物业扩大了其对航空航天，汽车和建筑粘合剂的适用性。
图片来源：calypsoart/shutterstock.com
塑料废物也被转换为多功能碳材料，例如碳圆点，碳纳米片，碳纳米纤维，碳纳米管，石墨，石墨烯等。这些基于碳的产品亚博网站下载在许多工程和科学领域中广泛使用。亚博老虎机网登录聚烯塑料（例如PET）转化为碳纳米管是一个两步过程，首先通过热解将PET转化为气体。
随后，使用镍或铁催化剂将这些气体产物转化为碳纳米管。几项研究表明，聚合物升级的碳基材料是产生电池，吸附剂，电催化剂，超级电容器和太阳蒸气生成材料的有前途的候选者。亚博网站下载
升级到燃料
许多塑料的主要成分，尤其是聚烯中的碳和氢含量，类似于石油衍生的烃。这就是为什么塑料废物的热量价值几乎等于液态燃料的原因。此外，由于塑料废物中的氢含量高，因此被认为是替代氢能原料。塑料废物的价值使高性能燃料（例如氢气和液态烷烃）产生。
Photoreforming是一种太阳能驱动的技术，可以将极地聚合物（例如PET和PUR）转换为氢燃料。1981年，最初使用铂金TIO进行实际塑料的光构造2作为光催化剂，但氢产量的量极低。然而，量子点催化剂的使用极大地改善了废物塑料（PET和PUR）的产生。另一种称为催化氢解的方法可以将PE转换为烷烃产物（例如蜡和柴油）。
前景
科学家认为，针对每种塑料的量身定制的升级方法不仅在经济上是有益的，而且还具有环境利益。他们进一步指出，有利可图的升级过程可能会增加塑料的回收率。在升级过程中使用有毒试剂的问题和次要污染的产生必须在将来解决更好的升级过程。
参考和未来阅读
Rahman，A。M.等。（2021）从商品热塑料到动态交联的强粘合剂的设计。亚博老虎机网登录科学进步。7（42）。https://www.亚博老虎机网登录science.org/doi/10.1126/sciadv.abk2451
塑料升级。（2019）自然催化。2.第945–946页https://doi.org/10.1038/s41929-019-0391-7
Halford，B。（2021）一种升级聚合物的根本方法。化学与工程新闻。99（13）。[在线]可用：https://cen.acs.org/acs-news/acs-meeting-news/radical-way-upcycle-polymers/99/i13
科利，J.T.L。（2021）朝着聚合物升级 - 添加价值和应对循环。亚博老虎机网登录科学。373（6550）。第66-69页。https://www.亚博老虎机网登录science.org/doi/10.1126/science.abg4503
Hou，Q。等。（2021）。塑料废物的升级和催化降解。细胞报告物理科学。亚博老虎机网登录2（8）。https://doi.org/10.1016/j.xcrp.2021.100514
免责声明：此处表达的观点是以其私人身份表达的作者的观点，不一定代表AZOM.com的观点有限的T/A Azonetwork本网站的所有者和运营商。此免责声明构成了条款和条件使用此网站。