Các chất xúc tác sử dụng trong tái chế nhựa

Hầu hết chai nhựa đựng đồ uống được sản xuất từ PET, là những loại thuộc hạng đầu bảng. Đặc biệt là, nhựa được rửa sạch, nghiền bằng máy và trộn lẫn với PET "tinh khiết" tạo thành một loại polyme không thích hợp cho việc sản xuất bao bì nhưng có thể được dùng sản xuất các sản phẩm thứ yếu, gồm quần áo và vật liệu làm thảm.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Các chất xúc tác sử dụng trong tái chế nhựaCác chất xúc tác sử dụng trong tái chế nhựa Hiện nay, chai nhựa PET bị ném vào trong thùng rác cuối cùng sẽ được nghiền nhỏvà tái sử dụng để sản xuất áo len hoặc thảm, nhưng sẽ không được chuyển đổi thành chaiđựng nước khác. Các chất xúc tác do các nhà nhà nghiên cứu tại IBM và Stanford, HoaKỳ chế tạo, có thể thực hiện được quá trình này với chi phí hiệu quả để phá vỡ nhựapolyethylene terephthalate hay PET thành các hóa chất thành phần để tái sử dụng chochai nhựa. Công ty này đang nghiên cứu thử nghiệm chất xúc tác tái chế PET trên quymô lớn để triển khai sử dụng ở quy mô công nghiệp. Hầu hết chai nhựa đựng đồ uống được sản xuất từ PET, là những loại thuộc hạng đầubảng. Đặc biệt là, nhựa được rửa sạch, nghiền bằng máy và trộn lẫn với PET “tinh khiết”tạo thành một loại polyme không thích hợp cho việc sản xuất bao bì nhưng có thể đượcdùng sản xuất các sản phẩm thứ yếu, gồm quần áo và vật liệu làm thảm. Dennis Sabourin, Giám đốc điều hành Hiệp hội tài nguyên Container PET quốc giacho rằng: Tái chế cơ học hơn là hóa học được sử dụng đối với PET vì phá vỡ polymethành các thành phần hóa học rất tốn kém. Hiện nay có 2 phương pháp bằng phản ứnghóa học, nhưng tốn nhiều năng lượng và chi phí cao nên đã bị loại bỏ. Thậm chí sử dụngcác chất xúc tác hiện nay có thể kéo dài các phản ứng tái chế, nhưng các quy trình nàycần được thực hiện ở nhiệt độ và áp suất cao và mất nhiều thời gian. Công trình nghiên cứu của các nhà nghiên cứu ở IBM và Stanford đăng trên tạp chíMacromolecules, đã phát triển một số chất xúc tác mới trong đó 1 chất xúc tác có thểđược dùng để tái chế hóa học PET trong thời gian ngắn ở nhiệt độ 75ºC. PET được tạothành từ 2 nguyên liệu, một là axit hữu cơ, hai là etylen glycol có giá tương đối cao. Chấtxúc tác này hoạt động trong dung dịch etylen glycol. Khi cắt nhỏ các chai nước đưa vàodung dịch, chất xúc tác làm cho axit hữu cơ phản ứng với etylen glycol trong dung dịchtạo thành PET có chất lượng như PET được sử dụng để sản xuất chai ban đầu. Các chất xúc tác mới là kết quả của dự án nghiên cứu kéo dài một thập kỷ nhằm tìmra các biện pháp hiệu quả để sản xuất các polyme sử dụng làm lớp cách điện cho các chípmáy tính. Các lớp cách điện này thông thường phải sử dụng những chất xúc tác chứa kimloại. Chất xúc tác kim loại có hoạt tính cao, nhưng lại khó loại bỏ khi mà phản ứng diễnra, để lại các tạp chất nhỏ gây ảnh hưởng đến hiệu suất của chíp. Các tạp chất kim loạicũng có thể rò rỉ ra ngoài trở thành chất gây ô nhiễm môi trường khi đến cuối vòng đờichíp được thải loại. James Hedrick, nhà khoa học hàng đầu thuộc Trung tâm Nghiên cứuAlmaden, IBM ở San Jose, CA cho rằng xử lý chất xúc tác chứa kim loại chi phí rất cao,do đó họ đã bắt đầu tìm kiếm một phương pháp mới để sản xuất các polyme. Các nhà nghiên cứu ở IBM đã chuyển đổi các chất xúc tác hữu cơ có dạng giống nhưcác enzyme sinh học. Các chất xúc tác hữu cơ thường bị phê phán mạnh mẽ vì chúng có hoạt tính thấp vàcần một khối lượng lớn mới thực hiện được hết một phản ứng. Các nhà khoa học đã tìmra các chất xúc tác cùng loại có hoạt tính như các chất xúc tác kim loại, một số chất xúctác kết hợp hiệu quả với các vật liệu cách nhiệt dùng cho chíp máy tính và một số khácthích hợp cho PET. Các nhà nghiên cứu ở IBM đã lập mô hình hoạt tính của các chất xúctác và tiến hành thử nghiệm. Robert Waymouth, GS về hóa học đại học Stanford cho rằng: Chất xúc tác tái chếPET, một phân tử có tên gọi carbene, được kích thích bởi vitamin B1. Các nhà nghiêncứu dự đoán, một phân tử hữu cơ nhỏ cùng loại sẽ làm tốt vai trò xúc tác các phản ứngkết hợp các este tạo thành các polyme mạch dài. Các nhà nghiên cứu ở IBM sẽ cộng tác với các nhà khoa học tại King Abdulaziz Cityfor Science and Technology ở Saudi Arabia để thử nghiệm tái chế hóa học PET trên quymô lớn. Trong những thử nghiệm ban đầu, họ sẽ tập trung vào việc phá vỡ polyme thànhcác phần tử nhỏ. Tuy nhiên, công ty cũng đã đạt được những kết quả tích cực trong việcsử dụng các chất xúc tác hữu cơ để khử polymer PET tạo thành các vật liệu chuyên dụngnhư nguyên liệu nhựa có độ bền cao, có giá trị hơn nhưng lại đắt hơn so với sử dụng cácphương pháp khác. Nguồn: technologyreview.com ...