美国华盛顿特区，9 月 21 日（ANI）：橡树岭国家实验室的科学家们开发出了一种相对简单的方法，可以将广泛用于购物袋和切菜板的聚乙烯转化为汽油和柴油等燃料。
它使用廉价的铝基熔盐将塑料的长分子链分解成较小的碳氢化合物，在相对温和的条件下产生 60% 的汽油。
另请阅读 |什么是虚拟自闭症？屏幕时间、言语延迟和早期干预的需要。
据《科学日报》网站报道，美国能源部橡树岭国家实验室的研究人员开发出了一种新方法，可以将世界上最常见的塑料之一聚乙烯转化为汽油和柴油等燃料。
聚乙烯广泛用于购物袋和白色塑料切菜板等产品，但大量聚乙烯最终成为废物。橡树岭国家实验室团队的方法将塑料与含有氯化铝的熔盐结合起来。这些盐同时发挥两项作用，充当反应介质和驱动化学变化的催化剂。
另请阅读 | Alkem Laboratories 在印度推出 NeuCeno：成人癫痫发作的新癫痫治疗方法
研究人员已为该技术申请了专利，研究结果发表在《美国化学会杂志》上。
熔盐如何将塑料分解成燃料
为了了解该过程为何有效，科学家们密切监测了将聚合物转化为燃料分子的化学反应。
利用软 X 射线光谱和核磁共振，研究小组发现带电铝原子与其他三个原子结合，形成高酸性催化位点。据《科学日报》网站报道，这些位点可以攻击构成聚乙烯的长分子链，并将其分解成更小的碳氢化合物分子。
使用同位素标记和中子散射的其他实验显示了起始聚合物的结构如何影响所得燃料。较简单的聚合物链倾向于形成类似汽油的化合物，而更复杂的链倾向于形成类似柴油的燃料。
研究人员表示，如果该方法能够扩展到实验室测试之外，它将有助于美国的能源安全并增强工业竞争力。
田纳西大学诺克斯维尔分校的博士后研究员 Liqi Qiu 说：“我们已经开发出一种高效、选择性的聚乙烯转化为汽油的方法。”他在 ORNL 和 UTK 的 Shen Dai 实验室进行了大部分研究实验。戴是橡树岭国家实验室企业研究员兼分离与聚合物化学部门主席，是该论文的共同通讯作者。
在相对温和的反应条件下进行的实验实现了约60%的汽油收率。
塑料在 200°C 以下转化为汽油
这种方法最显着的特点之一是，与传统的塑料制燃料技术相比，它的需求量非常少。
该论文的共同作者、ORNL 科学家 Jensen Yang 表示：“我们通过使用市售矿物盐作为反应介质来提供催化剂位点，将聚合物废物转化为增值燃料。”
“与将聚合物转化为燃料的传统技术不同，新工艺不需要贵金属催化剂、有机溶剂或外部氢气。这是首次使用熔盐作为介质，从废物中生产高附加值化学品，无需催化剂引发剂或溶剂，温度低于200°C。
美国能源部橡树岭国家实验室的研究人员开发了一种新方法，可以将聚乙烯（世界上最常见的塑料之一）转化为汽油和柴油等燃料。
聚乙烯广泛用于购物袋和白色塑料切菜板等产品，但大量聚乙烯最终成为废物。橡树岭国家实验室团队的方法将塑料与含有氯化铝的熔盐结合起来。这些盐同时发挥两项作用，充当反应介质和驱动化学变化的催化剂。
研究人员已为该技术申请了专利，研究结果发表在《美国化学会杂志》上。
熔盐如何将塑料分解成燃料
为了了解该过程为何有效，科学家们密切监测了将聚合物转化为燃料分子的化学反应。
据《科学日报》网站报道，利用软 X 射线光谱和核磁共振，研究小组发现带电铝原子与其他三个原子结合形成高酸性催化位点。这些碱可以攻击构成聚乙烯的长分子链，并将其分裂成更小的碳氢化合物分子。
使用同位素标记和中子散射的其他实验显示了起始聚合物的结构如何影响所得燃料。较简单的聚合物链倾向于形成类似汽油的化合物，而更复杂的链倾向于形成类似柴油的燃料。
研究人员表示，如果该方法能够扩展到实验室测试之外，它将有助于美国的能源安全并增强工业竞争力。
田纳西大学诺克斯维尔分校的博士后研究员 Liqi Qiu 说：“我们已经开发出一种高效、选择性的聚乙烯转化为汽油的方法。”他在 ORNL 和 UTK 的 Shen Dai 实验室进行了大部分研究实验。戴是橡树岭国家实验室企业研究员兼分离与聚合物化学部门主席，是该论文的共同通讯作者。
在相对温和的反应条件下进行的实验实现了约60%的汽油收率。
塑料在 200°C 以下转化为汽油
这种方法最显着的特点之一是，与传统的塑料制燃料技术相比，它的需求量非常小。
ORNL 科学家詹森·杨 (Jensen Yang) 表示：“我们使用市售无机盐作为反应介质来提供催化剂位点，将聚合物废物转化为增值燃料。” “与将聚合物转化为燃料的传统技术不同，新工艺不需要贵金属催化剂、有机溶剂或外部氢气。这是首次使用熔盐作为介质，在不使用催化剂引发剂或溶剂的情况下，在低于 200°C 的温度下从废物中生产高附加值化学品。”
逐个观察化学原子
在橡树岭国家实验室，卢克·达蒙 (Luke Damon) 使用中子散射来识别不同聚合物链反应时形成的碳氢化合物产物。费利佩·波罗-卡森 (Felipe Polo-Carson) 通过气相色谱-质谱法对产品进行了分析，用于分离和鉴定单个化合物。
当聚乙烯与铝催化剂基质相互作用时，反应产生带正电的碳离子。邱、杨和戴用氘（氢的同位素）标记了碳离子，使他们能够随着反应的进展追踪它所发生的情况。
该团队使用橡树岭国家实验室散裂中子源的中子来观察系统中的氢。
“这种聚合物含有大量氢，”泰说。 “中子非常适合检测轻元素，包括氢及其同位素，例如氘。”
研究人员需要确定铝表面在此过程中如何变化。
Yang 调到劳伦斯伯克利国家实验室的先进光源部门，与 Min-Jae Kim 和 Jinhuauo 一起工作。研究人员利用软 X 射线在原子和电子水平上研究了铝和聚乙烯之间的相互作用。据《科学日报》网站报道，软 X 射线对于研究铝等相对较轻的部件特别有用。
“铝边缘转移到低电子密度边缘，这意味着形成了一些富电子中间体，”杨说。
“我们将研究结果与其他技术进行了比较，并证实将芳环中间体与铝结合可以引起结合能的变化，”杨说。
这一变化提供了证据，证明铝位点积极促进了化学反应。
模拟和先进成像揭示了这一机制
回到橡树岭国家实验室，纳米相材料科学中心的鲍比·萨姆特使用计算机模拟来研究反应过程中发生的能量变化。
在 UTK，Michael Kohler 使用原位 X 射线衍射来跟踪反应混合物的相变化，作为化学反应。卡洛斯·阿尔贝托·斯特伦 (Carlos Alberto Steren) 使用核磁共振研究铝催化剂位点。
ORNL 的王涛提供了熔盐化学方面的专业知识，而 ORNL 的 Logan Kearney 提供了高密度聚合物以及将其转化为高价值产品的可能方法的专家指导。
剩下的挑战：保持盐稳定
尽管铝基催化剂体系便宜且化学活性高，但它有一个重要的局限性。该材料具有吸湿性，这意味着它很容易吸水。水分会降低其稳定性。
研究人员现在希望探索控制熔盐的方法，使用卤素或碳基材料，使分离和加工盐变得更容易，同时提高其稳定性。 （阿尼）
（以上消息经ANI工作人员核实撰写，ANI是南亚领先的多媒体通讯社，在印度、南亚及全球设有100多个分社。ANI为您带来印度及世界各地最新的政治、时事新闻。最新）
