一组化学家开发了一种低成本、无毒的催化剂,可以很容易地分解渔网的复杂塑料聚合物,有望在几年内找到一种彻底消除这些海洋污染源的方法。
来自西北大学的研究小组解释说,尼龙-6(渔网、工业地毯和服装中的塑料)的主要问题是它太坚固、太耐用,无法自行分解。
化学家们的新催化剂在几分钟内迅速、干净、几乎完全地分解尼龙-6,而不会产生有害的副产物。它不需要有毒溶剂,昂贵的材料或极端条件,使其在日常应用中实用。
“塑料是我们社会的一部分;我们用得太多了,”该研究的资深作者托宾·马克斯教授说。“但问题是:当我们完成它时,我们该怎么办?”理想情况下,我们不会把它烧掉或扔进垃圾填埋场。我们会回收它。”
据世界野生动物联合会称,每年有多达100万磅(45.3万公斤)的渔具被遗弃在海洋中,尼龙-6制成的渔网至少占臭名昭著的太平洋垃圾带的44%。
虽然其他实验室已经探索了降解尼龙-6的催化剂,但这些催化剂需要极端条件,如500华氏度以上的温度、高压蒸汽或有毒溶剂,这些条件只会导致更多的污染。
“你可以把塑料溶解在酸里,但剩下的是脏水。你用它做什么?”马克斯教授告诉大学出版社。
马克斯建议使用他实验室里已有的一种新型催化剂,这种催化剂利用钇和镧系离子,钇是一种廉价的地球上富含的金属。
当研究人员将尼龙-6样品加热到熔化温度,并在没有溶剂的情况下使用催化剂时,塑料就会分解,99%恢复到原来的结构块,而不会留下副产品。
“你可以把聚合物想象成一条项链或一串珍珠。在这个类比中,每颗珍珠都是一个单体。这些单体是构建模块,”他解释道。“我们想出了一个办法,把项链弄碎,但找回那些珍珠。”
这种方法确实有优势,Marks说,他指出,即使被其他聚合物包围,催化剂也能选择性地与尼龙-6发生反应。这减少了雇佣人力或购买昂贵的机器人分拣机来分离城市垃圾流中的尼龙-6的需要。
在为新工艺申请专利后,马克斯和他的团队已经收到了潜在工业合作伙伴的兴趣。
他们希望其他人可以大规模使用他们的催化剂来帮助解决全球塑料问题。
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