Utilizando la humedad del aire, los químicos de la Universidad Northwestern han desarrollado una nueva forma fácil de romper los desechos plásticos.
Los procesos no tóxicos, amigables con el medio ambiente, libres de solventes, primero usan un catalizador asequible para romper los lazos en el terrorismo politécnico (PET), que es el plástico más común de la familia de poliéster. Después de eso, los investigadores simplemente exponen las piezas rotas a la brisa. Aprovechando la cantidad de rastreo de humedad en el aire, las mascotas rotas se convierten en monómeros principales bloques de construcción para plástico. A partir de ahí, los investigadores piensan que los monómeros se pueden reciclar en nuevas mascotas u otros materiales más valiosos.
Seguro, limpio, barato y más sostenible que los métodos actuales de reciclaje de plástico, ofrece un camino apasionado para crear una economía circular para nuevos plásticos técnicos.
Este estudio fue publicado recientemente Química verde, Una revista publicada por la Royal Society of Chemistry.
“Estados Unidos es una primera contaminación del plástico per cápita, y solo hacemos el 5 % de estos recibos de plásticos”, dijo el COuthor del estudio de North Western, co -autor del estudio. “Existe una gran necesidad de mejores tecnologías que puedan procesar una variedad de desechos plásticos. Hoy derretimos las botellas de plástico y reducimos los niveles más bajos de productos. Lo interesante de nuestra investigación es que usamos la humedad del aire con un aire de aire para romper el plástico.
“Nuestro estudio ofrece una solución sostenible y efectiva a uno de los desafíos ambientales más importantes del mundo: los desechos plásticos”, dijo Naveen Malik, la primera autora de este estudio. “A diferencia de los métodos de reciclaje tradicionales, que a menudo producen productos laterales dañinos como sales de basura y requieren una energía o productos químicos importantes, nuestro enfoque utiliza un proceso libre de solventes que depende de la rastreo de humedad del acné.
Experto de reciclaje de plástico, Kurtish es profesor asistente de investigación en el Venberg College of Arts and Sciences de North Western. Kartash lideró a Charles E. y al profesor de Emma H Morrison Tubin Jay Marks de Química en Veneberg y la Escuela McCaramic de North Western con el profesor de ciencias e ingeniería de materiales Tubin Jay Marx. En el momento de la investigación, Malik Marx era un becario post -documental en el laboratorio. Ahora es profesor asistente de investigación en el Instituto SRM de Ciencia y Tecnología de la India.
Problema plástico
Comúnmente utilizado en botellas de envasado de alimentos y bebidas, los plásticos PET representan el 12 % del total de plásticos utilizados a nivel mundial. Como no se rompe fácilmente, las mascotas son un asistente importante en la contaminación plástica. Después de su uso, termina en vertederos o, con el tiempo, reduce pequeños microplásticos o nanoplásticos, que a menudo termina en aguas residuales y vías fluviales.
Encontrar nuevas formas de reciclar plástico es un tema candente en la investigación. Pero los métodos actuales de ruptura de plástico requieren condiciones duras, que incluyen temperaturas extremadamente altas, energía severa y solventes, que producen una producción lateral tóxica. Los catalistas utilizados en estas reacciones son a menudo caros (como platino y palmeras) o tóxicos, y aún más dañinos. Luego, después de realizar la reacción, los investigadores deben separar los materiales reciclados del solvente, que pueden ser oportunos y relacionados con la energía.
En el trabajo anterior, el grupo de Marx en el noroeste se convirtió en la primera persona en producir un proceso mutuo que no requiere solventes. En la nueva investigación, el equipo desarrolló una vez más un proceso libre de solventes.
Kartish dijo: “Hay muchas desventajas por el uso de solventes”. Luego, después de la reacción, se queda una sopa de contenido que debe configurar para recuperar los monómeros. En lugar del uso de solventes, usamos vapores de aire desde el aire. Esta es otra forma hermosa de lidiar con los problemas de reciclaje de plástico.
Una solución ‘hermosa’
Para realizar un nuevo estudio, los investigadores utilizaron catalistas de molibdeno y el carbono activado, estos son materiales baratos, abusivos y no tóxicos. Para comenzar este proceso, los investigadores agregaron mascotas al catalizador y activaron el carbono y luego calentaron la mezcla. Los plásticos de poliéster son con moléculas grandes con unidades repetidas, que están conectadas con enlaces químicos. Después de un corto período de tiempo, los enlaces químicos dentro del plástico se rompieron.
Después de eso, los investigadores expusieron el material al aire. Con una pequeña humedad del aire, el material se convirtió en ácido tarfestico (TPA), la predicción más valiosa de los poliésteres. La única producción secundaria fue estreolded, lo cual era un valioso y fácil de fabricar productos químicos industriales.
“Hay una cantidad significativa de humedad en el aire, lo que la hace fácilmente disponible y sostenible para las reacciones químicas”, dijo Malik. “En promedio, incluso en condiciones secas, incluso en condiciones secas, el medio ambiente tiene alrededor de 10,000 a 15,000 kilómetros cúbicos. Aprovechar el aire nos permite eliminar los solventes a granel, reducir la entrada de energía y evitar el uso de productos químicos agresivos, lo que hace que el proceso sea limpio y ecológico”.
“Trabajó perfectamente”, dijo Kartish. “Cuando agregamos agua extra, dejó de funcionar porque era demasiada agua. Es un buen equilibrio. Pero muestra que la cantidad de agua en el aire solo estaba en la cantidad correcta”.
Beneficios sin fin
El resultado es rápido y efectivo. En solo cuatro horas, se recuperó el 94 % del TPA potencial. El catalizador también es sostenible y reciclado, es decir, se puede usar bar y tiempo sin perder efectividad. Y este método funciona con plásticos mixtos, recicla selectivamente solo los poliésteres. Con su naturaleza seleccionada, este proceso ignora la necesidad de establecer el plástico antes de aplicar la catelista. Este es un beneficio económico importante para la industria del reciclaje.
Cuando el equipo probó este proceso en contenido real del mundo real, como botellas de plástico, camisas y desechos de plástico mixto, demostró ser igualmente efectivo. Incluso él rompió el plástico de color en un TPA puro e incoloro.
A continuación, los investigadores tienen la intención de aumentar la escala del proceso de uso industrial. Al mejorar el proceso de aplicaciones a gran escala, los investigadores tienen como objetivo garantizar que puedan manejar una gran cantidad de desechos plásticos.
“Nuestra tecnología tiene la capacidad de reducir significativamente la contaminación plástica, reducir las imágenes ambientales plásticas y contribuir a la economía circular donde se reutiliza el material en lugar de desembarcar”, dijo Malik. “Este es un paso sólido hacia un futuro limpio y verde, y muestra que la química moderna puede resolver los desafíos globales de una manera compatible con la naturaleza”.
