16:15 2022-05-26
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Un catalizator unic deschide calea pentru reciclarea plasticului
_ Un catalizator unic pavesează calea pentru reciclarea plasticului
Un catalizator dezvoltat recent pentru descompunerea materialelor plastice continuă să avanseze procesele de reciclare a plasticului. În 2020, o echipă de cercetători condusă de oamenii de știință de la Laboratorul Ames a dezvoltat primul catalizator anorganic procesiv pentru a desface plasticul poliolefin în molecule care pot fi folosite pentru a crea produse mai valoroase. Acum, echipa a dezvoltat și validat o strategie pentru a accelera transformarea fără a sacrifica produsele dorite.
Catalizatorul a fost proiectat inițial de Wenyu Huang, om de știință la Ames Lab. Constă din particule de platină susținute pe un miez solid de silice și înconjurat de o înveliș de silice cu pori uniformi care oferă acces la locurile catalitice. Cantitatea totală de platină necesară este destul de mică, ceea ce este important din cauza costului ridicat al platinei și a ofertei limitate. În timpul experimentelor de deconstrucție, lanțurile lungi de polimer se îndreaptă în pori și intră în contact cu locurile catalitice, iar apoi lanțurile sunt rupte în bucăți de dimensiuni mai mici care nu mai sunt material plastic (a se vedea imaginea pentru mai multe detalii).
Aaron. Sadow, om de știință la Ames Lab și director al Institutului pentru Upcycling Cooperative a Plasticului (iCOUP), a explicat că echipa a creat trei variante ale catalizatorului. Fiecare variantă avea miezuri de dimensiuni identice și învelișuri poroase, dar diametre diferite ale particulelor de platină, de la 1,7 la 2,9 la 5,0 nm.
Echipa a emis ipoteza că diferențele de dimensiunea particulelor de platină ar afecta lungimile lanțurilor de produse. , astfel încât particulele mari de platină ar face lanțuri mai lungi, iar cele mici ar face lanțuri mai scurte. Cu toate acestea, grupul a descoperit că lungimile lanțurilor de produse au aceeași dimensiune pentru toți cei trei catalizatori.
„În literatură, selectivitatea pentru reacțiile de scindare a legăturii carbon-carbon variază de obicei cu dimensiunea platinei. nanoparticule. Prin plasarea de platină în partea de jos a porilor, am văzut ceva destul de unic”, a spus Sadow.
În schimb, viteza cu care lanțurile au fost rupte în molecule mai mici a fost diferită pentru cei trei catalizatori. Particulele mai mari de platină au reacționat cu lanțul lung de polimeri mai lent, în timp ce cele mai mici au reacționat mai repede. Această rată crescută ar putea rezulta din procentul mai mare de locuri de platină de margine și colț de pe suprafețele nanoparticulelor mai mici. Aceste locații sunt mai active în scindarea lanțului polimeric decât platina situată pe fețele particulelor.
Conform lui Sadow, rezultatele sunt importante deoarece arată că activitatea poate fi ajustată independent de selectivitatea acestora. reactii. „Acum, suntem încrezători că putem face un catalizator mai activ care ar mesteca polimerul și mai repede, utilizând în același timp parametrii structurali ai catalizatorului pentru a stabili lungimi specifice ale lanțului de produse”, a spus el.
Huang a explicat că acest tip de reactivitate a moleculelor mai mari în catalizatorii poroși în general nu sunt studiate pe scară largă. Deci, cercetarea este importantă pentru înțelegerea științei fundamentale, precum și a modului în care funcționează pentru reciclarea materialelor plastice.
„Trebuie într-adevăr să înțelegem în continuare sistemul, deoarece încă învățăm lucruri noi în fiecare zi. explorând alți parametri pe care îi putem regla pentru a crește și mai mult rata de producție și a schimba distribuția produselor”, a spus Huang. „Așadar, există o mulțime de lucruri noi în lista noastră care așteaptă să le descoperim.”
Această cercetare este discutată în continuare în lucrarea „Nanoparticule controlate prin dimensiune încorporate într-o arhitectură mezoporoasă care duce la hidrogenoliză eficientă și selectivă. of Polyolefins”, publicată în Journal of the American Chemical Society.
Comentarii:
Adauga Comentariu