Ученые нашли способ перерабатывать пластик без сортировки и очистки

Учёные из Северо-Западного университета и Университета Пердью разработали катализатор на основе никеля, который способен перерабатывать смешанные пластиковые отходы без необходимости предварительной сортировки и даже очистки. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Chemistry, сообщает Vesti.az со ссылкой на ZME Science.

Пластиковые отходы, особенно полиолефины (полиэтилен и полипропилен), составляют основу одноразового мусора. Ежегодно их производится свыше 220 млн тонн, однако в переработку попадает менее 10%. Главная проблема — прочные углерод-углеродные связи и сложность сортировки: даже небольшой кусок неподходящего полимера может испортить всю партию.

Новый катализатор на основе органоникелевого соединения, закрепленного на сульфатированном оксиде алюминия, работает при температурах около 200°C (для сравнения: пиролиз требует 400–700°C). Используя водород, он аккуратно разрывает углеродные связи и превращает пластик в жидкие масла и воск, которые могут использоваться как топливо, смазочные материалы или сырьё для свечей.

Одним из ключевых достижений стало то, что катализатор избирательно перерабатывает полипропилен, практически не затрагивая полиэтилен, что ранее было невозможно. Более того, добавление поливинилхлорида (ПВХ), считавшегося «проблемным» материалом из-за выделения соляной кислоты, неожиданно улучшило работу катализатора: кислота восстанавливала носитель и помогала разрушать связи.

В лабораторных испытаниях катализатор смог превратить почти весь изотактический полипропилен в жидкие углеводороды всего за 20 минут, при показателе конверсии 16 граммов на грамм катализатора в час.

Авторы исследования отмечают, что это первый случай, когда химический процесс позволил «сортировать» пластиковые отходы в ходе переработки. Однако у катализатора есть уязвимости — он чувствителен к воздуху и теряет эффективность после каждого использования. Его можно восстанавливать обработкой на основе алюминия.

Учёные считают, что разработка может радикально изменить подход к переработке пластика, сделав её более эффективной, экономически выгодной и экологичной, чем существующие технологии.