Ученые из Северо-Западного университета объявили о разработке катализатора на основе никеля, который может произвести революцию в переработке пластика, устранив необходимость трудоемкой сортировки, и превращая одноразовые отходы в ценные продукты.

Исследование представляет новый процесс апсайклинга, который избирательно разлагает полиолефины — полиэтилен и полипропилен, составляющие почти две трети мирового потребления пластика, в масло, воск и топливо.

Одним из самых больших препятствий в переработке пластика всегда была необходимость тщательно сортировать отходы по типу. Новый катализатор позволяет обойти этот дорогостоящий и трудоемкий этап для распространённых полиолефинов, делая переработку более эффективной, практичной и экономически целесообразной по сравнению с нынешними стратегиями.

Новый метод предназначен для преобразования малоценных твердых отходов в более ценные продукты. Важно, что катализатор также работает с пластиками, загрязнёнными поливинилхлоридом (ПВХ) — полимером, который обычно нарушает процессы переработки. Примечательно, но ПВХ даже ускорил активность катализатора.

Полиолефины являются наиболее широко используемыми пластиками в мире: они используются в упаковке пищевых продуктов, бутылках, одноразовой посуде и предметах домашнего обихода. Ежегодно промышленность производит более 220 миллионов тонн таких материалов, но уровень их переработки по всему миру остается низким — всего от 1% до 10%. Их химическая структура, основанная на прочных углерод-углеродных связях, чрезвычайно затрудняет их переработку.

Чтобы решить эту проблему, команда Северо-Западного университета обратилась к методу гидрогенолиза — процессу, в котором водород и катализатор разрушают пластик до углеводородов. В отличие от существующих технологий, требующих высоких температур и дорогих благородных металлов вроде платины, новый подход использует распространенное на Земле соединение никеля в виде молекулярного «моноцентрового» катализатора (single-site molecular catalyst). Такая структура обеспечивает «хирургическую точность» в разрыве углерод-углеродных связей.

Катализатор показал исключительную стабильность, сохраняя активность даже в смесях с содержанием до 25% ПВХ. Более того, его можно многократно регенерировать с помощью простого и недорогого метода обработки. Это предлагает решение для отраслей, сталкивающихся с проблемой несортированных пластиковых отходов.

Источник: Earth.com

Изображение: Canva