新工藝可將聚乙烯裂解成丙烯

科技日報北京9月30日電 （實習記者張佳欣）無處不在的塑料袋是出了名的難回收。即便被回收，也難以重新制造出高價值的東西。美國加州大學伯克利分校和勞倫斯·伯克利國家實驗室開發出一項新工藝，使用催化劑將長聚乙烯（PE）聚合物分解成均勻的短鏈，即三碳分子丙烯，這是製造其他高價值塑料（如聚丙烯）的原料。相關論文發表在最新一期《科學》雜誌上。

聚乙烯塑料約佔全球塑料市場的1/3，每年從化石燃料中生產超過1億噸，其中原料包括頁岩氣。新工藝將聚乙烯解聚並轉化為丙烯，是一種升級循環的方式，可從基本已經一文不值的廢物中生產更高價值的產品，同時減少化石燃料的使用。

新工藝需要用催化劑打破聚乙烯上的兩個碳氫鍵，研究人員最初採用的是銥催化劑，後來是鉑—錫和鉑—鋅催化劑，以創造一個活性的碳—碳雙鍵。有了這個“缺口”，就可以通過與乙烯和另外兩種協同反應的催化劑進行反應，從而解開聚合物的鏈條。

接着，研究人員添加由鈀製成的第二種催化劑，使丙烯分子（三碳分子）能夠反覆地從反應端被剪除。結果表明，80%的聚乙烯被還原為丙烯。

該團隊證明，該工藝適用於各種PE塑料，包括半透明奶瓶、不透明洗髮水瓶、PE包裝、黑色硬塑料蓋等，所有這些都被有效地還原為丙烯，只需去除着色劑即可。

“只要回收利用，很多聚乙烯塑料就會變成低檔材料。你不能拿一個回收的塑料袋，再用它製造一個相同質量的塑料袋。”加州大學伯克利分校亨利·拉波波特有機化學教授約翰·哈特威格説，“但如果你能把該塑料袋的單體分解成小塊，然後再聚合，那就無需更多化石原料，而是把它作為碳源來製造其他東西，比如聚丙烯。我們將減少用於這一目的的頁岩氣，或用於丙烯的其他用途，並填補所謂的丙烯缺口。”

最近，研究團隊還使用了創新的催化技術，創造了一種將聚乙烯袋轉化為粘合劑的工藝，這是另一種有價值的產品。總而言之，這些新工藝會將塑料垃圾“變廢為寶”。