ACS CS: добавка в цветные пластики позволяет разлагать их солнечным светом

Американские ученые из Корнеллского и Принстонского университетов предложили новый метод переработки черного и цветного пластиков с помощью солнечного света или белых светодиодов. Исследование опубликовано в научном журнале ACS Central Science (ACS CS).

Новая стратегия переработки пластика предполагает использование света для разложения пластика на химически полезные материалы, которые можно преобразовать в новые продукты.

Этот процесс требует вспомогательного соединения для преобразования света в тепло, необходимое для разрыва полимерных связей. Однако поиск подходящего вспомогательного вещества, которое не будет создавать больше отходов и легко встраивается в переработанные материалы, остается сложной задачей.

Команда использовала в качестве такой добавки обычную сажу. Исследователи протестировали метод переработки черного полистирола, измельчив смесь пластика и сажи в мелкий порошок. Затем готовую пудру поместили в герметичный стеклянный флакон, который поставили под мощные белые светодиоды.

Сажа преобразовала свет в тепло, которое разрушило молекулярную структуру полистирола, создав смесь более коротких одно-, двух- и трехзвенных цепочек стирола. Эти компоненты удалось разделить в реакционном аппарате.

Применив эту технику к черному пластику из пищевых контейнеров и крышек от кофейных чашек, исследователи разрезали отходы на мелкие кусочки и обнаружили, что до 53% полистирола превратилось в мономер стирола.

Образцы отходов, загрязненные рапсовым маслом, соевым соусом и апельсиновым соком, разлагались немного менее эффективно. Когда исследователи переключили источник света со светодиодов на сфокусированный солнечный свет на открытом воздухе, они наблюдали более высокую эффективность реакции (80%).

Кроме того, разноцветная смесь черных, желтых, красных и бесцветных отходов полистирола преобразовывалась в стирол в условиях солнечного света с большей скоростью (67%) по сравнению с белыми светодиодами (45%).

Исследователи объяснили более высокую эффективность с большей интенсивностью света, достигаемой сфокусированным солнечным излучением.