Лаборатория превратила трудноперерабатываемый пластик в материал для поглощения диоксида углерода

Вот еще одна вещь, которую можно сделать с горой использованного пластика: заставить ее поглощать избыток углекислого газа.

Недавно открытая Университетом Райса химическая технология превращения отходов пластика в эффективный сорбент диоксида углерода (СО2) может быть беспроигрышным решением сразу двух экологических проблем.

Химик Джеймс Тур и со-ведущие авторы Вала Алгозиб, аспирант Пол Савас и научный сотрудник Чжэ Юань сообщили в журнале Американского химического общества ACS Nano, что при нагревании пластиковых отходов в присутствии ацетата калия образуются частицы с порами нанометрового размера, которые задерживают молекулы углекислого газа.

Они сообщили, что эти частицы можно использовать для удаления CO2 из потоков дымовых газов.

«Точечные источники выбросов CO2, такие как выхлопные трубы электростанций, могут быть оснащены этим материалом, полученным из отходов пластика, для удаления огромного количества CO2, который обычно заполняет атмосферу», — сказал Тур. «Это отличный способ решить проблемы переработки пластиковых отходов и удаления выбросов CO2».

По его словам, текущий процесс пиролиза пластика, известный как химическая переработка, производит масла, газы и воск, но побочный углеродный продукт почти бесполезен. Однако при пиролизе пластика в присутствии ацетата калия образуются пористые частицы, способные удерживать до 18% собственного веса в CO2 при комнатной температуре.

Кроме того, в то время как обычная химическая переработка не подходит для полимерных отходов с низким содержанием связанного углерода с целью получения сорбента CO2, включая полипропилен и полиэтилен высокой и низкой плотности, основные компоненты бытовых отходов, эти виды отходов особенно хорошо подходят для улавливания CO2 при обработке ацетатом калия.

Лаборатория оценивает, что стоимость улавливания углекислого газа из точечного источника, такого как дымовой газ после сжигания, составит 21 доллар за тонну, что намного дешевле, чем энергоемкий процесс на основе аминов, обычно используемый для извлечения углекислого газа из природного газа, который стоит 80-160 долларов за тонну.

Как и материалы на основе аминов, сорбент можно использовать повторно. Нагревание примерно до 75 градусов по Цельсию (167 градусов по Фаренгейту) высвобождает захваченный углекислый газ из пор, регенерируя около 90% мест связывания материала.

Поскольку он работает при температуре 75 градусов по Цельсию, поливинилхлоридных сосудов достаточно, чтобы заменить дорогие металлические сосуды, которые обычно требуются в подобных процессах. Исследователи отметили, что сорбент, как ожидается, будет иметь более длительный срок службы, чем жидкие амины, что сократит время простоя из-за коррозии и образования осадка.

Чтобы сделать этот материал, отходы пластика измельчают в порошок, смешивают с ацетатом калия и нагревают при 600°C (1112°F) в течение 45 минут, чтобы оптимизировать поры, большинство из которых имеют ширину около 0,7 нанометра. Более высокие температуры привели к расширению пор. По словам исследователей, в процессе также образуется побочный продукт воска, который можно перерабатывать в моющие средства или смазочные материалы.