聚乙烯塑料在全球塑料市場占比約三分之一，每年通過化石燃料生產(chǎn)超過1億噸，其中頁巖氣是重要原料之一。新工藝采用異構(gòu)化乙烯分解方式，將聚乙烯塑料解聚并轉(zhuǎn)化為丙烯，這不僅是一種升級循環(huán)手段，能從近乎無用的廢物中生產(chǎn)高價值產(chǎn)品，還能減少對化石燃料的依賴。



該工藝首先需利用催化劑打破聚乙烯上的兩個碳?xì)滏I，研究人員最初采用銥催化劑，之后轉(zhuǎn)向鉑—錫和鉑—鋅催化劑，以形成活性碳—碳雙鍵。有了這個“缺口”，聚合物鏈條就能通過與乙烯和另外兩種協(xié)同反應(yīng)的催化劑進(jìn)行反應(yīng)，進(jìn)而被解開。接著，研究人員添加鈀制的第二種催化劑，使丙烯分子（三碳分子）能反復(fù)從反應(yīng)端被剪除。實驗結(jié)果顯示，80%的聚乙烯可被還原為丙烯。

該工藝適用于多種PE塑料，如半透明奶瓶、不透明洗發(fā)水瓶、PE包裝、黑色硬塑料蓋等，只需去除著色劑，這些塑料都能被有效還原為丙烯。加州大學(xué)伯克利分校亨利?拉波波特有機(jī)化學(xué)教授約翰?哈特威格指出，傳統(tǒng)回收方式會使很多聚乙烯塑料變成低檔材料，而通過新工藝將塑料袋單體分解后再聚合，可在無需更多化石原料的情況下，將其作為碳源制造其他產(chǎn)品，如聚丙烯，這有助于減少用于制造丙烯的頁巖氣使用量，填補(bǔ)所謂的丙烯缺口。此外，研究團(tuán)隊還利用創(chuàng)新催化技術(shù)，創(chuàng)造出將聚乙烯袋轉(zhuǎn)化為粘合劑的工藝，進(jìn)一步拓展了聚乙烯塑料的回收利用價值。