توسط دیوید 6 ژانویه 2023 – دانلسکی، دانشگاه کالیفرنیا – ریورسایدفرآیند ساخت زغال سنگ و کربن فعال اعتبار: ACS
دانشمندان دانشگاه کالیفرنیا، ریورساید، یک قدم به یافتن کاربرد صدها میلیون تن زباله پلاستیکی تولید شده در هر سال نزدیک‌تر شده‌اند که اغلب باعث مسدود شدن جریان رودخانه‌ها و آلودگی اقیانوس‌های ما می‌شود.
در یک مطالعه اخیر، کاندیس لزلی عبدالعزیز، استادیار مهندسی شیمی و محیط زیست UCR، و همکارانش روشی را برای تبدیل زباله های پلاستیکی به شکل بسیار متخلخل زغال چوب یا زغال سنگ با مساحت بسیار زیاد در حدود 400 مربع شرح دادند.
چنین زغالی کربن را جذب می کند و می تواند به طور بالقوه به خاک اضافه شود تا حفظ آب خاک و هوادهی زمین های کشاورزی را بهبود بخشد. همچنین می تواند خاک را بارور کند زیرا به طور طبیعی تجزیه می شود. عبدالعزیز، با این حال، هشدار داد که باید کار بیشتری برای اثبات سودمندی چنین زغالی در کشاورزی انجام شود.
فرآیند تبدیل پلاستیک به زغال در کالج مهندسی مارلان و رزماری بورنز UC Riverside توسعه داده شد. این شامل مخلوط کردن یکی از دو نوع رایج پلاستیک با ضایعات ذرت – ساقه‌های باقیمانده، برگ‌ها، پوسته‌ها و لپه‌ها – که در مجموع به نام ذرت پز شناخته می‌شوند. سپس مخلوط با آب داغ بسیار فشرده پخته شد، فرآیندی که به عنوان کربن‌سازی هیدروترمال شناخته می‌شود.
زغال سنگ بسیار متخلخل با استفاده از پلی استایرن، پلاستیک مورد استفاده برای فوم پلی استایرن تولید شد
بسته بندی و پلی اتیلن ترفتالات یا PET، ماده ای که معمولاً برای ساخت بطری های آب و نوشابه و بسیاری از محصولات دیگر استفاده می شود.
این مطالعه به دنبال تلاش موفقیت آمیز قبلی برای استفاده از ذرت به تنهایی برای ساخت زغال چوب فعال برای فیلتر کردن آلاینده های آب آشامیدنی بود. در مطالعه قبلی، زغال چوب ساخته شده از ذرت به تنهایی فعال شده با هیدروکسید پتاسیم قادر به جذب 98 درصد از وانیلین آلاینده از نمونه های آب آزمایش بود.
در مطالعه بعدی، عبدالعزیز و همکارانش می خواستند بدانند که آیا زغال چوب فعال ساخته شده از ترکیبی از مخزن ذرت و پلاستیک نیز می تواند یک وسیله تصفیه آب موثر باشد یا خیر. اگر چنین است، زباله های پلاستیکی می توانند برای پاکسازی آلودگی آب تغییر کاربری دهند. اما زغال چوب فعال ساخته شده از این مخلوط تنها حدود 45 درصد وانیلین را در نمونه های آب مورد آزمایش جذب کرد که این امر آن را برای پاکسازی آب بی اثر می کند.
او گفت: “ما فرض می کنیم که هنوز مقداری پلاستیک باقیمانده روی سطح مواد وجود دارد که مانع از جذب برخی از این مولکول ها (وانیلین) روی سطح می شود.”
با این حال، توانایی ساخت زغال چوب بسیار متخلخل با ترکیب ضایعات پلاستیک و زیست توده گیاهی یک کشف مهم است، همانطور که در مقاله، “اثرات هم افزایی و متضاد پیرولیز همزمان پلاستیک ها و ذرت برای تولید زغال سنگ و کربن فعال” توضیح داده شده است.
مقاله منتشر شده در مجله ACS Omega. نویسنده اصلی، مارک گیل، دانشجوی سابق دکترای UCR است که اکنون در کالج هاروی ماد مدرس است. پیتر نگوین، دانشجوی کارشناسی UCR، یکی از نویسندگان و عبدالعزیز نویسنده مربوطه است.
عبدالعزیز گفت: “این می تواند یک بیوچار بسیار مفید باشد زیرا یک ماده با سطح بسیار بالا است.” بنابراین، اگر ما فقط روی ذغال توقف کنیم و آن را به کربن فعال تبدیل نکنیم، فکر می‌کنم راه‌های مفید زیادی وجود دارد که می‌توانیم از آن استفاده کنیم.»
پلاستیک اساساً شکل جامدی از نفت است که در محیط انباشته می شود، جایی که باعث آلودگی، در هم پیچیده شدن و خفه شدن ماهی ها، پرندگان و سایر حیواناتی که ناخواسته آن را می بلعند، می کشد. پلاستیک ها همچنین به ذرات ریز تجزیه می شوند که می توانند وارد بدن ما شوند و به سلول ها آسیب برسانند یا واکنش های التهابی و ایمنی را تحریک کنند.متأسفانه، بازیافت پلاستیک مستعمل بیشتر از هزینه ساخت پلاستیک جدید از نفت است.
آزمایشگاه عبدالعزیز رویکرد متفاوتی برای بازیافت دارد. این برنامه به بازگرداندن محصولات زائد مضر مانند زباله های پلاستیکی و زیست توده گیاهی به اقتصاد با تبدیل آنها به کالاهای ارزشمند اختصاص دارد.
او گفت: «من احساس می‌کنم وقتی می‌توانید آن را در داخل (با زیست توده) بیندازید و از زغال‌ساخت برای بهتر کردن خاک استفاده کنید، رویکرد آگنوستیک بیشتری برای بازیافت پلاستیک داریم. “این چیزی است که ما به آن فکر می کنیم.”
