Как сделать переработку пластиковых отходов проще и безопаснее для окружающей среды?
Способ ищут ученые ТюмГУ. Для разложения пластика они применили разработанные в вузе катализаторы на основе глины.
Результаты опубликованы в журнале Kinetics and Catalysis, статья об этом вышла на ресурсах «РИА Новости».
Ежегодно на свалки поступает огромное количество пластика. Лишь малая его часть отправляется на переработку, остальное либо сжигается с выбросом в окружающую среду большого количества вредных веществ, либо накапливается в окружающей среде, где разлагается десятилетиями.
По словам ученых , гораздо экологичнее не сжигать пластик, а перерабатывать его путем химического разложения на компоненты, которые можно использовать в дальнейшем. Например, в качестве дополнительных источников топлива и сырья для химической промышленности или производства полимеров.
Химическое разложение пластика должно проходить при высокой температуре в присутствии катализаторов – веществ, стимулирующих химические реакции. Однако многие из существующих катализаторов стоят дорого.
Специалисты ТюмГУ разработали новые катализаторы для пиролиза (термического разложения) пластика на основе природных глинистых минералов. Использование этих веществ позволит снизить энергозатраты и стоимость процесса переработки пластиковых отходов, утверждают ученые.
«Традиционные каталитические системы, которые применяются в схожих процессах, стоят относительно дорого в отличие от наших каталитических систем, полученных из природных материалов», – рассказал доцент Школы естественных наук ТюмГУ Владимир Харитонцев.
Он отметил, что в Тюменской области существуют значительные запасы глины, что создает благоприятные условия для производства катализаторов. По его словам, использование местных ресурсов позволит снизить их себестоимость и удешевить процесс переработки отходов.
«Теоретически для создания таких катализаторов можно использовать разные виды глин с разным минеральным составом. Для этого необходимо провести дополнительные экспериментальные исследования», – добавил ученый.
Сегодня исследователи из разных стран занимаются разработкой катализаторов для термического разложения пластиков. Новизна результатов ученых ТюмГУ, по их словам, заключается в применении комбинированного метода пиролиза – газовой хроматографии – масс-спектрометрии (пиро-ГХ/МС) для комплексной оценки продуктов реакции.
«Этот метод позволяет получить более точные данные о составе продуктов пиролиза и приблизить условия эксперимента к промышленным процессам каталитического крекинга, что упрощает масштабирование технологии», – пояснил Харитонцев.
Ученые использовали в работе комплекс современных методов физико-химического анализа – от рентгенофазового анализа до термогравиметрии. Также они применяли пиролизер (компактную пиролитическую печь) в сочетании с газовым хроматографом, оснащенным масс-детектором, что позволило им оценить химический состав продуктов пиролиза полиэтилена с высокой точностью. В качестве образцов пластика ученые ТюмГУ использовали полиэтилен высокой плотности. В ближайшее время они изучат возможности каталитического пиролиза других пластиков.
Исследования выполнены в рамках мегагранта, в том числе по направлениям исследований в области природовдохновленного инжиниринга – стратегического проекта программы «Приоритет 2030».