八戒体育塑料废物有朝一日可能会被升级回收为有用的商品化学品，而不是最终进入环境。图片来源：Cortland Johnson 太平洋西北国家实验室

　　塑料回收创新，用更少的资源做更多的事情，同时增加对有用产品的转化，同时使用更少的贵金属钌。它将于今天（2022年8月22日）在芝加哥举行的美国化学学会秋季会议上发表。

　　“我们报告的关键发现是非常低的金属负荷，八戒体育”太平洋西北国家实验室（PNNL）化学家Janos Szanyi说，他领导了研究小组。“这使得催化剂便宜得多。

　　这项新技术更有效地将塑料转化为有价值的商品化学品-这一过程被称为“升级再造”。八戒体育此外，与其他报道的方法相比，它产生的甲烷（一种不需要的温室气体）作为副产品要少得多。

　　“对我们来说非常有趣的是，以前没有发表过任何文章来显示这一结果，”在ACS上介绍这项研究的博士后研究科学家Linxiao Chen说。“这项研究表明，有机会为塑料升级再造开发有效、选择性和多功能的催化剂。

　　塑料升级再造提供了一种再利用现在杂乱垃圾填埋场和海滩的废碳的方法。图片来源：Sara Levine 动画太平洋西北国家实验室

　　石油基塑料废物是碳基化学品的未开发来源，可以作为有用耐用材料和燃料的起始材料。尽管回收箱的供应充足，但目前回收的塑料实际上很少，主要是出于经济和实际原因。然而，PNNL研究人员正试图通过应用他们的专业知识来有效破坏化学键来改变这种动态。

　　众所周知，将氢（一种称为氢解的反应）添加到聚丙烯和聚乙烯等难以回收的塑料中，是将塑料废物转化为增值小碳氢化合物的有前途的策略。但这个过程需要高效和选择性的催化剂，以使其在经济上可行。

　　科学家团队发现，八戒体育减少贵金属钌的用量实际上提高了聚合物的升级再造效率和选择性。在最近发表在ACS催化杂志上的一项研究中，他们表明，当金属与支撑结构的低比率导致结构从有序的粒子阵列转变为无序的原子筏时，效率的提高就会发生。

　　PNNL在单原子催化剂方面的专业知识记录帮助该团队了解了为什么少即是多。研究人员在分子水平上观察了向无序的转变，然后使用已建立的理论来证明，在这项实验工作中，单个原子实际上是更有效的催化剂。

　　这项工作建立在华盛顿州立大学铂尔曼分校化学工程教授和PNNL实验室研究员Yong Wang对原子捕获和单原子催化剂的研究基础上。

　　“从材料的角度来看，人们已经做了很多努力来试图理解单个原子或非常小的团簇如何制造有效的催化剂，八戒体育”Gutiérrez说。

　　在ACS上，Chen还介绍了探索支撑材料在提高系统效率方面的作用的新工作。

　　“我们已经研究了更便宜，更容易获得的支撑材料来取代氧化铈，”Chen说。“我们发现，八戒体育化学修饰的氧化钛可以为聚丙烯升级再造提供更有效和选择性的途径。

　　为了使该方法适用于混合塑料回收流，研究人员现在正在探索氯的存在如何影响化学转化的效率。

　　“我们正在研究更苛刻的提取条件，”化学家Oliver Y. Gutiérrez说，他是催化工业应用方面的专家。“当你没有干净的塑料来源时，在工业升级再造过程中，你有来自聚氯乙烯和其他来源的氯。氯会污染塑料的升级再造反应。我们想了解氯对我们系统有什么影响。

　　现在，这种基本理解可能有助于将通常最终成为环境中污染的废塑料转化为有用的产品。