Ученые из в Калифорнийского университета в Беркли разработали метод переработки пластиковых отходов, благодаря которому круговая экономика станет реальностью.

Новый каталитический метод позволяет превращать пластик в газ, из которого затем создают углеводородные строительные блоки для новых пластиков.

• Инновационный метод переработки эффективно работает с двумя распространенными видами пластика: полиэтиленом и полипропиленом.

Расширение использования каталитического метода позволит создать прочную основу для круговой экономики и позволит эффективно бороться с пластиковым загрязнением – считают ученые.

«Мы используем огромное количество полиэтилена и полипропилена в повседневных предметах, от пакетов для обедов до бутылок для хозяйственного мыла и кувшинов для молока - так много всего вокруг нас сделано из этих полиолефинов. В принципе, мы можем взять эти предметы и вернуть их к исходному мономеру с помощью придуманных нами химических реакций, которые расщепляют обычно стабильные углерод-углеродные связи. Таким образом, мы приблизились к тому, чтобы придать полиэтилену и полипропилену такую же круговую форму, как и полиэфирам в бутылках для воды». (Джон Хартвиг, профессор химии Калифорнийского университета в Беркли, возглавлявший исследование)

Полиэтиленовые и полипропиленовые пластики составляют около двух третей всех пластиковых отходов, образующихся после потребления в мире. Около 80 % попадает на свалки, сжигается или просто выбрасывается на улицу, часто оказываясь в виде микропластика в ручьях и океане. Остальная часть перерабатывается в малоценный пластик, превращаясь в настилы, цветочные горшки и штопоры.

Чтобы уменьшить количество отходов, исследователи ищут способы превратить пластик в нечто более ценное, например, в мономеры, которые полимеризуются для производства новых пластиков. Это позволит создать круговую экономику полимеров, сократив необходимость производства новых пластмасс из нефти, которая выделяет парниковые газы.

Два года назад Хартвиг и его команда из Калифорнийского университета в Беркли разработали процесс разложения полиэтиленовых пакетов на мономер пропилен, который затем можно повторно использовать для производства полипропиленовых пластиков. В этом химическом процессе использовались три различных катализатора из тяжелых металлов: один добавлял двойную связь углерод-углерод в полиэтиленовый полимер, а два других разрывали цепь на этой двойной связи и многократно отщепляли атом углерода, превращая этилен в молекулы пропилена (C3H6), пока полимер не исчезал. Но катализаторы растворялись в жидкой реакции и были недолговечны, что затрудняло их восстановление в активной форме.

В новом процессе дорогие растворимые металлические катализаторы были заменены на более дешевые твердые, широко используемые в химической промышленности для непрерывных процессов, в которых катализатор используется повторно. Непрерывные процессы можно масштабировать, чтобы обрабатывать большие объемы материала.

Одно из ключевых преимуществ новых катализаторов заключается в том, что они позволяют избежать необходимости удаления водорода для образования разрывной углерод-углеродной двойной связи в полимере, что было характерно для предыдущего процесса исследователей по расщеплению полиэтилена.