För första gången, Forskare har använt en ny katalysatorprocess för att återvinna en typ av plast som finns i allt från matkassar och matförpackningar till leksaker och elektronik till flytande bränslen och vax.

Teamet publicerade sina resultat den 10 december Tillämpad katalys B:Miljömässig .

"Plaster är viktiga material för vårt liv eftersom de ger säkerhet och hygien till vårt samhälle, " sa pappersmedförfattare Masazumi Tamura, docent vid forskningscentret för artificiell fotosyntes vid Advanced Research Institute for Natural Science and Technology i Osaka City University, och Keiichi Tomishige, professor vid Graduate School of Engineering vid Tohoku University. "Dock, tillväxten av den globala plastproduktionen och den snabba penetrationen av plast i vårt samhälle medförde misskötsel av plastavfall, orsakar allvarliga miljömässiga och biologiska problem som havsföroreningar."

Polyolefinplaster - den vanligaste plasten - har fysikaliska egenskaper som gör det svårt för en katalysator, ansvarig för att inducera kemisk omvandling, att interagera direkt med de molekylära elementen för att orsaka en förändring. Nuvarande återvinningsinsatser kräver temperaturer på minst 573 grader Kelvin, och upp till 1, 173 grader Kelvin. För jämförelse, vattnet kokar vid 373,15 grader Kelvin, och solens yta är 5, 778 grader Kelvin.

Forskarna tittade på heterogena katalysatorer i ett försök att hitta en reaktion som kan kräva en lägre temperatur för att aktiveras. Genom att använda en katalysator i ett annat tillstånd än plasten, de antog att reaktionen skulle vara starkare vid en lägre temperatur.

De kombinerade rutenium, en metall i platinafamiljen, med ceriumdioxid, används för att polera glas bland andra applikationer, att tillverka en katalysator som fick plasten att reagera vid 473 grader Kelvin. Även om det fortfarande är högt för mänskliga känsligheter, det kräver betydligt mindre energitillförsel jämfört med andra katalysatorsystem.

Enligt Tamura och Tomishige, ruteniumbaserade katalysatorer har aldrig rapporterats i den vetenskapliga litteraturen som ett sätt att direkt återvinna polyolefiniska plaster.

"Vårt tillvägagångssätt fungerade som en effektiv och återanvändbar heterogen katalysator, uppvisar mycket högre aktivitet än andra metalluppburna katalysatorer, fungerar även under milda reaktionsförhållanden, " sa Tamura och Tomishige. "Dessutom, en plastpåse och plastavfall skulle kunna omvandlas till värdefulla kemikalier med hög avkastning."

Forskarna bearbetade en plastpåse och plastavfall med katalysatorn, ger 92 % utbyte av användbara material, inklusive 77 % utbyte av flytande bränsle och 15 % vax.

"Detta katalysatorsystem förväntas bidra till att inte bara undertrycka plastavfall utan också till att plastavfall används som råmaterial för tillverkning av kemikalier, " sa Tamura och Tomishige.