全球性的嚴重塑料污染問題成了環保工作者和科學家最具挑戰性的課題之一。最近，美國西北大學的科研人員開發了一種簡單的新方法，利用空氣中的水分分解廢物，這可能是解決全球塑料問題的辦法。

科學家們發現了一種利用空氣中的水分分解塑料垃圾的新方法，這一突破性進展或有助于解決全球塑料危機。該過程涉及一種廉價的催化劑，可有效分解聚酯家族中最常用的塑料聚對苯二甲酸乙二醇酯 (PET)。一旦被分解，材料只需暴露在環境空氣中，將PET轉化為單體——塑料的基本組成部分。

研究人員認為，這些單體可以被回收或再循環成更有價值的材料。

這種新技術比目前的塑料回收方法更安全、更便宜、更可持續，利用空氣中的水分來分解塑料，實現了一種特別清潔和選擇性的過程為塑造塑料循環經濟提供了一條有希望的道路。

可持續的解決方案

研究人員使用了鉬催化劑和活性炭——兩者都便宜、豐富且無毒。

為了開始這個過程，他們將聚酯與催化劑和活性炭結合，然后加熱混合物。聚酯塑料由大分子組成，具有通過化學鍵連接的重復單元。在短時間內，這些鍵斷裂了。

接下來，研究人員將碎片狀材料暴露在空氣中。在只有一絲水分的情況下，它轉化為對苯二甲酸（TPA），一種非常有價值的聚酯前體。唯一的副產品是乙醛，一種易于去除且具有商業價值的工業化學品。

該研究的第一作者納溫·馬利克說:“平均而言，即使在相對干燥的條件下，大氣層也容納了大約10，000到15，000立方公里的水。利用空氣濕度使我們能夠消除散裝溶劑，減少能源輸入并避免使用強效化學品，使過程更清潔和更環保。"

該系統工作完美無瑕，但當無法額外添加水分時，最終，空氣中的天然水分提供了完美的水分。

日益嚴重的塑料問題

PET塑料廣泛用于食品包裝和飲料瓶，占全球塑料消費量的12%。由于其抗自然降解性，它是塑料污染的主要貢獻者。使用后，它要么進入垃圾填埋場，要么降解成微小的微塑料或納米塑料，污染廢水和水道。

按人均計算，美國是第一大塑料污染國，但他們只回收了其中的 5% 的塑料。

全球大量的廢塑料嚴重地污染了海洋、土地和空氣，這些對環境的污染直接影響到人類的健康。

回收塑料仍然是研究的關鍵焦點，但現有的方法往往依賴于極端條件，如高溫、高能耗和苛刻的溶劑，這些都會產生有毒的副產品。

此外，鉑和鈀等催化劑價格昂貴，加劇了浪費問題。一旦反應完成，研究人員必須將回收的材料與溶劑分離——這一過程既耗時又耗能。

新方法快速、高效

新方法的過程既快速又高效，只需4小時即可恢復94%的可能TPA。

該催化劑不僅耐用，而且可回收，通過重復使用保持其有效性。此外，該方法設計用于混合塑料，選擇性地針對聚酯進行回收。這種選擇性消除了預分揀的必要性，為回收行業提供了顯著的經濟優勢。

當在塑料瓶、衣服和混合塑料廢料等實際材料上進行測試時，該工藝仍然非常有效，甚至能將有色塑料分解成純凈的無色TPA。

展望未來，研究人員的目標是擴大該過程的工業應用規模，確保其能夠高效管理大量塑料廢物。

該研究最近發表在英國皇家化學學會的《綠色化學雜志》上。