Quy trình tái chế mới, chuyển hóa rác thải nhựa polyethylene thành nhựa tiêu dùng
19:19 11/10/2022
Các nhà nghiên cứu đã phát triển một quy trình nâng cấp đột phá, có thể biến đổi polyethylene (PE), loại nhựa được sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới thành polypropylene (PP), loại nhựa phổ biến có thể tái chế.
Rác thải nhựa polyethylene (PE). Ảnh minh họa Indian Express.
Damien Guironnet GS kỹ thuật hóa học và phân tử sinh học tại Đại học Illinois Urbana-Champaign, Mỹ, đồng tác giả của bài báo nghiên cứu khoa học đăng trên Tạp chí Hiệp hội Hóa học Mỹ phát biểu với indianexpress.com qua email. “Hiện nay, phần lớn rác thải nhựa PE không được tái chế và tích tụ trong các bãi chôn lấp. Phần thu gom được tái chế thành năng lượng điện bằng quá trình đốt cháy. Phương thức tiếp cận tái chế này không bền vững.”
Theo phân tích sơ bộ của các nhà nghiên cứu, chỉ cần 20% sản lượng nhựa PE trên thế giới có thể được thu hồi và chuyển đổi bằng phương pháp này, có thể giảm lượng khí thải nhà kính tương đương với lượng khí thải mà 3 triệu xe ô tô xả ra trên đường.
Nhóm nghiên cứu đã phát triển một quy trình chứng minh ý tưởng tái sinh nhựa PE tái sinh, một lò phản ứng tạo ra dòng chảy chất propylene, có thể được biến thành PP bằng công nghệ hiện tại. Lò phản ứng thực hiện điều này bằng phương pháp cắt các phân tử PE nhiều lần thành các mảnh nhỏ phân tử propylene. Quá trình được thực hiện khi một chất xúc tác loại bỏ hydro khỏi chuỗi PE, tạo ra một vị trí mà phản ứng diễn ra ra.
Cụ thể, quá trình này bao gồm một mức độ nhỏ quá trình khử bão hòa của từng chuỗi polyetylen bằng chất xúc tác khử hydro, tiếp theo là sự phân hủy ổn định của các chuỗi thành các phân tử monome propylen thông qua phản ứng đồng phân hóa với chất xúc tác thứ 2 và phản ứng metathesis với etylen với chất xúc tác thứ 3 để quá trình có thể được lặp lại bởi chất xúc tác thứ 1. Khi quá trình hoàn tất, 95% thành phẩm là propylene. 5% còn lại là butene, một hóa chất có nhiều ứng dụng trong ngành sản xuất nhựa, xăng dầu và sản xuất cao su.
Quy trình chuyển hóa nhựa polyethylene thành nhựa polypropylene có thể tái chế. Ảnh ACS Publications
Quy trình chuyển hóa các phân tử PE thành PP được công bố trong một bản báo cáo công trình nghiên cứu, được công bố trên Tạp chí của Hiệp hội Hóa học Mỹ ngày 7/10.
GS Guironnet tự tin rằng, công nghệ chuyển hóa PE thành PP có khả năng mở rộng và có thể được điều chỉnh cho phù hợp với nhu cầu hiện tại của ngành nhựa dân dụng. Hiện nghiên cứu đang có những thách thức để có thể được áp dụng ở quy mô công nghiệp. Theo ông, thách thức lớn nhất là độ ổn định của chất xúc tác. Để mở rộng quy trình đến cấp độ công nghiệp, cần phát triển các chất xúc tác cực kỳ mạnh. Chất thải PE luôn có rất nhiều tạp chất đi kèm, để có thể mở rộng ở mức sản xuất công nghiệp, các nhà khoa học cần tìm ra các chất xúc tác không bị ảnh hưởng bởi những tạp chất.
Nếu các nhà khoa học phát triển được các chất xúc tác đủ ổn định, thì quá trình chuyển đổi rác thải PE được thực hiện rộng rãi không cần phải làm sạch nhưng nếu chất xúc tác nhạy cảm, rác thải PE phải được làm sạch, yêu cầu này sẽ khiến quy trình trở nên đắt hơn và không phù hợp ứng dụng thực tế.
11/11/2024
