Forskare har analyserat en kemisk process som kan hjälpa till att återvinna vanligt plastavfall, som det från plastpåsar och förpackningar, till användbara kemikalier och bränslen. Processen, som kallas pyrolys, innebär att plasten värms upp i frånvaro av syre för att bryta ner den till mindre molekyler. Forskarna fann att genom att använda en specifik typ av katalysator kunde de förbättra processens effektivitet och producera mer värdefulla produkter. Denna forskning kan leda till nya sätt att återvinna plastavfall och minska mängden plast som hamnar på soptippar eller miljön.

Pyrolys är en lovande återvinningsteknik som gör att plastavfall kan användas som ett värdefullt alternativ till fossila bränslen för produktion av bränslen, kemikalier och material. Processen kräver inget vatten och innebär termisk nedbrytning av plastavfall till enklare komponenter. För närvarande har användningen av katalysatorer, särskilt heterogena katalysatorer, för pyrolys visat potentialen att förbättra selektiviteten mot målprodukter och förbättra processens effektivitet. Forskare har aktivt undersökt utvecklingen och förbättringen av heterogena katalysatorer för plastpyrolys. En detaljerad förståelse av samspelet mellan katalysatorns egenskaper och pyrolysbeteendet är dock fortfarande begränsad, vilket hindrar den rationella designen av effektiva katalysatorer.

I detta arbete undersöktes samspelet mellan katalysatorns egenskaper och pyrolysbeteenden under den katalytiska pyrolysen av lågdensitetspolyeten (LDPE) plastavfall över hierarkiska metallzeolitkatalysatorer. Den hierarkiska strukturen förbättrar massa- och värmeöverföringsegenskaperna, och närvaron av metall underlättar bindningsklyvningen av LDPE-molekyler. Detaljerade karakteriseringar och analyser avslöjade utvecklingen av fysikalisk-kemiska egenskaper under den katalytiska pyrolysprocessen, inklusive katalysatorkoksning och utvecklingen av aktiva platser. Resultaten ger insikter i katalysatorns deaktiveringsmekanism, som kan styra den rationella designen av stabila och effektiva katalysatorer för pyrolys.

Forskargruppen analyserade hur sammansättningen av katalysatorn och reaktionsförhållandena påverkade produkterna från pyrolysprocessen. De fann att genom att använda en katalysator som innehåller zink och en specifik typ av zeolit ​​kunde de producera mer värdefulla produkter, såsom bensen, toluen och xylen, som vanligtvis används vid produktion av bränslen och andra kemikalier.

Denna forskning kan få betydande konsekvenser för återvinningen av plastavfall. Genom att använda pyrolys för att bryta ner plast till mindre molekyler är det möjligt att återvinna värdefulla resurser och minska miljöpåverkan från plastavfall. Forskarna planerar att fortsätta sitt arbete med att utveckla och optimera pyrolysprocessen och att utforska nya sätt att använda pyrolysprodukterna för att skapa nya material och produkter.