آزمایشگاه زباله‌های پلاستیکی را که پردازش سختی دارند به استاد جذب کربن تبدیل می‌کند

5 آوریل 2022 – توسط مایک ویلیامز، دانشگاه رایس

منافذ موجود در این ذره در مقیاس میکرونی که حاصل پیرولیز شدن در حضور استات پتاسیم است، قادر است دی اکسید کربن را از جریان های گاز دودکش جدا کند. اعتبار: گروه تور، دانشگاه رایس

در اینجا یک کار دیگر برای انجام این کوه از پلاستیک استفاده شده وجود دارد: کاری کنید که دی اکسید کربن اضافی را جذب کند.چیزی که به نظر می رسد یک برد-برد برای یک جفت مشکل شدید محیطی است، روش شیمیایی تازه کشف شده آزمایشگاه دانشگاه رایس را برای تبدیل زباله های پلاستیکی به یک جاذب موثر دی اکسید کربن (CO2) برای صنعت توصیف می کند.

جیمز تور، شیمیدان  و نویسندگان ارشد، والا آلگوزیب، فارغ التحصیل رایس، پاول ساواس دانشجوی فارغ التحصیل و ژ یوان، محقق فوق دکترا در مجله انجمن شیمی آمریکا گزارش دادند که گرم کردن زباله های پلاستیکی در حضور استات پتاسیم، ذراتی با منافذ در مقیاس نانومتری برای به دام انداختن مولکول های دی اکسید کربن تولید می کند.

آنها گزارش دادند که می توان از این ذرات برای حذف CO2 از جریان گازهای دودکش استفاده کرد.

تور گفت: “منابع نقطه ای انتشار CO2 مانند دودکش اگزوز نیروگاه ها را می توان با این مواد مشتق شده از پلاستیک زباله برای حذف مقادیر زیادی از CO2 که به طور معمول جو را پر می کند، حذف کرد.” “این یک راه عالی برای داشتن یک مشکل، زباله های پلاستیکی، رسیدگی به مشکل دیگر، انتشار CO2 است.”

او گفت که فرآیند فعلی برای پیرولیز کردن پلاستیک که به عنوان بازیافت شیمیایی شناخته می شود، روغن، گاز و موم تولید می کند، اما محصول جانبی کربن تقریباً بی فایده است. با این حال، پیرولیز کردن پلاستیک در حضور استات پتاسیم، ذرات متخلخلی تولید می‌کند که می‌توانند تا 18 درصد وزن خود را از CO2 در دمای اتاق نگه دارند.

علاوه بر این، در حالی که بازیافت شیمیایی معمولی برای ضایعات پلیمری با محتوای کربن ثابت کم به منظور تولید جاذب CO2، از جمله پلی پروپیلن و پلی اتیلن با چگالی بالا و پایین، مواد تشکیل دهنده اصلی زباله های شهری، کار نمی کند، این پلاستیک ها به ویژه برای جذب CO2 هنگام فرایند با استات پتاسیم هستند .

این آزمایشگاه تخمین می زند که هزینه جذب دی اکسید کربن از یک منبع نقطه ای مانند گاز دودکش پس از احتراق 21 دلار در تن است که بسیار ارزان تر از فرآیند انرژی بر مبتنی بر آمین است که برای استخراج دی اکسید کربن از خوراک گاز طبیعی استفاده می شود. هر تن 80 تا 160 دلار قیمت دارد.

مانند مواد مبتنی بر آمین، جاذب را می توان مجددا استفاده کرد. حرارت دادن آن تا حدود 75 درجه سانتیگراد (167 درجه فارنهایت) دی اکسید کربن به دام افتاده را از منافذ آزاد می کند و حدود 90 درصد از محل های اتصال ماده را بازسازی می کند.

از آنجایی که در دمای 75 درجه سانتیگراد چرخش می کند، ظروف پلی وینیل کلرید برای جایگزینی ظروف فلزی گران قیمتی که معمولاً مورد نیاز هستند کافی است. محققان خاطرنشان کردند که انتظار می‌رود این جاذب عمر طولانی‌تری نسبت به آمین‌های مایع داشته باشد و به دلیل خوردگی و تشکیل لجن، زمان خرابی را کاهش دهد.

برای ساختن این ماده، پلاستیک زباله را به پودر تبدیل می‌کنند، با استات پتاسیم مخلوط می‌کنند و در دمای 600 درجه سانتی‌گراد (1112 فارنهایت) به مدت 45 دقیقه حرارت می‌دهند تا منافذی که بیشتر آنها حدود 0.7 نانومتر عرض دارند، بهینه شود. به گفته محققان، این فرآیند همچنین یک محصول جانبی موم تولید می کند که می تواند به مواد شوینده یا روان کننده بازیافت شود.