化学家开发出将以前无法回收的塑料变成丙烷的工艺

我们大多数人现在已经意识到，传统的塑料回收更多的是幻想而不是现实。尽管我们尽最大努力将产品包装分离出来，希望其中一些包装以后能被重新利用，但美国只有6%的塑料垃圾被回收利用。其余的垃圾最终都被填埋，进入海洋，或在其他不受欢迎的地方，威胁到当地的生态系统，并造成令人不快的景观。为了应对这个问题，我们需要一种更具可持续性的塑料回收方法。为此，我们应该找到一个更加环保的替代品，从而使塑料回收变得更容易。

一种基于微生物降解和替代塑料的方法是可以实现这一目标的：这种新方法被称为“生物降解材料”或“生物酶降解”。它也不需要使用不可回收利用的塑料垃圾（即所谓的垃圾）作为原材料。它使用微生物处理塑料，而这又是可再生利用、循环再利用甚至堆肥所需要的最小化学过程。

化学家们正在尝试解决这个问题。麻省理工学院的一组研究人员已经开发出一种将以前不可回收的塑料变成丙烷的工艺，然后可以用作燃料或融入新产品。更重要的是，这个过程适用于多种类型的塑料--这是任何成功打击塑料垃圾的关键因素。麻省理工学院（MIT）化学工程教授 Jaime Singh说：“这是一个具有深远影响的过程，因为它将我们对塑料的观点从一种产品转变为另一种产品。”“我相信，如果你考虑一下制造一盒咖啡或一桶原油所需的全部原料，那么你就可以理解这将意味着什么了。”这听起来可能很疯狂，但这是一个现实。Singh说：“如果你看看我们如何用丙烷制造塑料，它会很快被分解并被循环利用。”当被问及为什么研究人员在丙烷处理方面取得了成功时， Singh说：“我们将这种塑料称为可降解材料。”它有一个非常简单的生物化学过程：分解和回收塑料材料的最小原材料。

一次性塑料制品并不总是具有相同的化学构成。大多数塑料都是由碳和氢组成的。有些具有一些额外特征，例如用于可回收的材料（例如聚酯）和可降解的材料（如聚碳酸酯或聚乳酸），但大部分塑料的化学构成是相同的。

根据塑料类型的不同进行分类可以大大减少这些垃圾。这就像给瓶子按化学成分分成瓶子、水、咖啡杯、牛奶容器、信用卡或派对杯。

但是，这是一项巨大的工程。水瓶由不同类型的塑料制成，而牛奶容器则由不同类型的塑料制成，你的信用卡与你的红色派对杯的化学成分不同。对这些材料进行分类不仅需要时间和金钱，而且还使一些废物完全脱离了回收过程。但是，尽管有差异，这些塑料确实有一些共同点：碳和氢，它们构成了它们化学链的很大一部分。

化学家们的工艺是一种氢解法，使用钴和沸石（一种颗粒状、多孔的物质）作为催化剂来分解聚乙烯和聚丙烯。然后，塑料的分子会在催化剂附近发生反应。他们可以通过改变钴和沸石的大小来改变塑料的化学组成。

这就是为什么许多塑料最终被分解成丙烷、丁烷和其他气体的原因。

为了减少塑料垃圾，化学家们将一种叫做"钴催化还原法"的工艺应用于聚乙烯。这种工艺将一些原料转化为丙烷和丁烷，但没有经过高温处理。在一个反应器中，钴和沸石一起工作，"编辑 "塑料的化学构成。钴使沸石保持活性，因为其孔隙限制了塑料的分子反应。在这个过程的最后，出现了一种主要由丙烷组成的气体。丙烷是由丁烷和苯组成的，其中苯是石油产品中提取的。因此，如果塑料被分类为不可回收的，那么就没有什么不同了。

但 Singh说，对这种塑料进行分类的唯一问题在于它对钴有较高的要求。Singh说：“我们的方法不仅能够减少废物，而且还能使其分解更快。”“我不知道这是不是真的。但从理论上讲，这可能会改变塑料在全球范围内被回收利用的方式。

丙烷有许多用途，但它最容易识别的是燃料，即用于家用电器、后院烤架、野营炉、发电机和一些农业设备。丙烷的分解时间为2小时，但可以作为替代燃料的替代品。Singh说：“它不会像石油那样产生大量碳氢化合物。”“这是一种非常环保的燃料，甚至比汽油更环保。它只产生二氧化碳和水，没有污染物。”Singh还指出，丙烷可以被用作塑料的原材料--这是一个重大创新。他说：“在未来几年里，它可能会有很大的应用范围。”丙烷它也可以被用作新材料的组成部分，如其他塑料。

这个过程提供了一种回收塑料的方法，否则这些塑料将被填埋，但与大多数事情一样，它有其缺点。负责这一化学过程的反应目前只在小量中进行，这意味着在它被认为是实用的之前，它需要被扩大规模。Singh说，由于新的催化剂可以很容易地被制造出来，因此它可以很容易地被复制。这使得这项技术有可能为塑料回收提供一种更快、更简单的方法。他说：“当你生产丙烷时，它可能只需要不到100加仑的石油就能制造出丙烷。”Singh说：“从本质上讲，这与通过燃烧化石燃料来产生二氧化碳不同，它不是一种物质。”Singh补充说，尽管这种技术需要大量资金支持，但它有望迅速成为一种工业技术。

一些塑料，如聚氯乙烯（PVC），如果与更安全的材料一起使用，会产生有毒的气体副产品，所以这个过程远非完美。尽管如此，在一个塑料废物问题日益严重的世界上，每一点都是有帮助的。塑料的另一种选择是堆肥。

一些化学方法可以使塑料降解，然后重新被利用。但堆肥会产生甲烷和其他温室气体，所以这种方法实际上是一种"垃圾处理方式"，它需要大量的能源来产生甲烷和二氧化碳的副产品。尽管如此，化学家们现在正在寻找另一种替代方法：微生物分解塑料。他们发现了一种名为"细菌降解塑料"的过程。它可以使塑料变得可回收，并最终被回收利用。它比堆肥更环保和可持续。我们正在迅速进入一个对塑料无休止的追求的时代。Singh说：“这是一种不同的方式，也是最环保的方式，它会影响很多领域。我们想要改变我们周围的世界。”