中國和美國的科學(xué)家表示，他們開發(fā)出一種一步法，可以安全地將有毒混合塑料垃圾轉(zhuǎn)化為汽油，在室溫下的轉(zhuǎn)化效率超過95%。

與傳統(tǒng)的塑料燃料轉(zhuǎn)化方法相比，他們的工藝所需的能源更少、設(shè)備更少、步驟更少，使其可擴展用于工業(yè)應(yīng)用。

轉(zhuǎn)化過程的最終產(chǎn)物是汽油的主要成分、化學(xué)原料和鹽酸。這意味著最終產(chǎn)品可用于水處理、金屬加工、制藥、食品生產(chǎn)或石油工業(yè)。

研究人員在發(fā)表于同行評審期刊《科學(xué)》上的一篇論文中寫道：“該方法通過將各種塑料垃圾一步轉(zhuǎn)化為有價值的產(chǎn)品，從而支持循環(huán)經(jīng)濟(jì)。”

該團(tuán)隊由來自美國能源部資助的太平洋西北國家實驗室、哥倫比亞大學(xué)、慕尼黑工業(yè)大學(xué)和華東師范大學(xué)的研究人員組成。據(jù)華東師范大學(xué)發(fā)布的信息，這是該校首次在常溫常壓下，僅需一步即可將難以降解的混合塑料廢棄物高效轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)汽油。

全球大部分塑料廢棄物由聚烯烴組成，尤其是聚乙烯和聚丙烯，它們約占全球塑料產(chǎn)量的一半。其氯化衍生物聚氯乙烯 (PVC) 占全球塑料產(chǎn)量的10%。這些塑料被用于從包裝容器到管道、家用電器、醫(yī)療器械和服裝等各種物品。

據(jù)華東師范大學(xué)稱，全球塑料累計產(chǎn)量現(xiàn)已達(dá)到100億噸，其中大部分注定會成為難以回收的廢棄物。

PVC 的生產(chǎn)原料是氯乙烯，這是一種無色氣體，被美國環(huán)境保護(hù)署列為致癌物。這意味著傳統(tǒng)的塑料廢棄物能源化方法(包括焚燒)需要在加工前對 PVC 進(jìn)行脫氯處理，以防止其釋放有毒化合物。

化學(xué)升級轉(zhuǎn)化方法旨在通過化學(xué)分解將塑料轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)化學(xué)成分，但也同樣需要高溫脫氯化處理。這種多步驟工藝效率低下且能耗高，推動科學(xué)家們開發(fā)將脫氯與其他步驟結(jié)合的簡化工藝。

研究人員在論文中表示：“我們在此提出了一種策略，通過單階段工藝將廢棄聚氯乙烯 (PVC) 升級為無氯燃料級碳?xì)浠衔锖望}酸。”

為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，該團(tuán)隊將塑料廢物與輕質(zhì)異構(gòu)烷烴(一種碳?xì)浠衔锘蛴袡C化合物，可作為煉油工藝的副產(chǎn)品)相結(jié)合。這一工藝生產(chǎn)出“汽油級”碳?xì)浠衔?，主要為碳原子?shù)為 6 至 12 的分子，是汽油的主要成分。

據(jù)該論文稱，回收的鹽酸可以安全地中和并重新用作許多現(xiàn)代工業(yè)的原材料。目前的鹽酸生產(chǎn)依賴于多種高溫、高能耗的工藝。

在30攝氏度的溫度下，軟質(zhì)PVC管的塑料轉(zhuǎn)化效率達(dá)到95%，硬質(zhì)PVC管和PVC電線的塑料轉(zhuǎn)化效率達(dá)到99%。

該團(tuán)隊還測試了PVC混合物和聚烯烴廢料的轉(zhuǎn)化效率，發(fā)現(xiàn)在80攝氏度下，固體轉(zhuǎn)化效率高達(dá)96%。研究人員表示：“該工藝適用于處理現(xiàn)實世界中混合且受污染的PVC和聚烯烴廢料。”