Проблема загрязнения планеты беспокоит ученых многих стран, и пластик – это один из материалов, который является распространенным, ежедневно его в большом объеме выбрасывают на свалки, где он будет разлагаться много десятилетий. Попытки сортировки и переработки мусора пока не дают существенного результата, он продолжает накапливаться, загрязняя среду.
Одним из вариантов переработки, предложенным не так давно американскими учеными, стало получение топлива из пластика посредством преобразования. Разработка ориентирована не только на защиту окружающей среды, но и на обеспечение потребности в дизтопливе и бензине.
Углеводородное топливо
Сырьем для топлива служит пластиковый мусор, который проходит обработку посредством технологии гиотермального сжижения. С ее помощью можно переплавлять пропиленовые полимерные вещества, а потом растворять их в сверхкритической воде, которая представляет собой нечто среднее между газообразной и жидкой средой.
Как только пластик переходит в состояние нафты, то есть горючей смеси углеводородов в жидком состоянии, ее можно применять как сырье либо выполнять ее разделение на другие продукты. Такая технология не только обеспечивает решение экологической проблемы, но и существенно повышает прибыль компаний, занимающихся переработкой. Отходы на базе полипропилена составляют более 23% от общей массы пластикового мусора на планете, собранного на свалках за 50 лет. За счет перехода полипропилена в состояние полезного вещества можно снизить накопление отходов, а также риски для планеты и человеческого здоровья.
Полипропилен преобразуется в масло, служащее исходным сырьем для производства топливных смесей. По анализам понятно, что в результате конверсии удается получить потенциально более энергоэффективное вещество, чем при сжигании или механической переработке отходов. Из полипропилена получают масло, которое потенциально используется как смесь бензина или исходное сырье для химикатов иных видов.
Ответ с другой части планеты
В Азии тоже ведется работа над проблемой переработки мусора, в частности, пластика, так как в Индии свалки растут с такой скоростью, что скоро людям негде будет жить.
Совместная работа индийских химиков и британских ученых позволила создать нанопористый материал, который они назвали аморфным цеолитом. Он способен превратить углекислый газ в топливо, а отходы пластика в химикаты.
Аморфный цеолит – это вещество из класса твердых кислот, которое создано специально для переработки пластиковых отходов безопасным способом. По своей сути твердые кислоты являются активными катализаторами, способными заменить жидкие кислоты, вредные для экологии, в определенных технологических процессах. Они актуальны для крекинга углеводородов, алкилирования, разложения пластиковых отходов и перевода в топливо такого вещества, как диоксид углерода. В большинстве твердые кислоты – это органические соединения, однако бывают и минеральные вещества природного происхождения. Самым известным стали аморфные алюмосиликаты и кристаллические цеолиты. Это разные вещества с особыми свойствами.
Цеолиты – это мощные кислоты, умеющие отдавать и поглощать обратно воду в соответствии с влажностью и температурой, ускорять реакции, а также поддерживают обмен ионами. Мелкая пористость цеолитов существенно ограничивает их использование в технологических процессах, базирующихся на диффузии.
Индийскими исследователями было синтезировано вещество, которое характеризуется сильными кислотными свойствами, аналогичными цеолитам, с текстурными особенностями, как у алюмосиликатов. На основе капель микроэмульсии в качестве мягкого шаблона они получили кислый аморфный алюмосиликат (AAS) в виде пористой наногубки. Это вещество получило название «аморфный цеолит».
Объединение повышенной кислотности и проницаемости позволило добиться лучшей производительности со стороны вещества на фоне современных цеолитов и алюмосиликатов во множестве реальных процессов и реакций.
В новом материале имеются цеолитоподобные силанольные центры, которые позволяют использовать его в качестве вспомогательного при переработке пластика. Исследователи убеждены, что аморфный цеолит – это база для новой технологии твердокислого катализа, в ходе которого происходит разложение пластиковых отходов и углекислого газа с получением углеводородов в качестве сырья для топлива и химической промышленности.
Выводы
Оба подхода к переработке пластиковых отходов разработаны с одной целью – освобождения планеты от мусора, который занимает все большие территории на суше и в океане, нанося вред не только природе, но и людям.
