Китайские ученые превратили пластиковые отходы в ценные материалы с помощью солнечного света

Исследователи из Китая нашли способ превращать отходы полистирола, одного из самых распространенных и трудно перерабатываемых пластиков, в полезные химические вещества всего за две минуты с использованием исключительно солнечного света.

Команда использовала элементарную серу (S₈), добавив её к пластиковым отходам, и получила две молекулы: 2,4-дифенилтиофен и 1,3,5-трифенилбензол. Первая может использоваться в высокопроизводительных полупроводниках и оптоэлектронных материалах, вторая благодаря своей жесткой плоской структуре подходит для создания передовых функциональных материалов.

Эта методика решает сразу несколько экологических и промышленных задач:

- позволяет перерабатывать пластик, который обычно оказывается на свалках,

- использует избыток элементарной серы, побочного продукта нефтехимической промышленности,

- не требует растворителей и работает исключительно за счет солнечной энергии.

С помощью вогнутого зеркала солнечный свет фокусируется на смеси полистирола и серы, нагревая её до примерно 300 °C. За две минуты реакция превращает пластик в красновато-черную жидкость, из которой выделяются ценные химические вещества с выходом 34% и 16% соответственно.

Полистирол используется повсюду, от упаковки продуктов до автомобильных деталей, и ежегодно производится более 20 миллионов тонн. При этом перерабатывается только около 1% от всего объема. Традиционные методы преобразования пластика часто энергоемки и требуют дорогих реагентов, либо дают низкий выход продукта. Новый метод сочетает простоту и экологичность: сера выступает и как химический реагент, и как фототермический агент, поглощающий солнечную энергию и превращающий её в тепло, необходимое для реакции.

Лабораторные эксперименты и компьютерное моделирование показали, что реактивные серные радикалы разрывают связи в полистироле, отрывая атомы водорода и запуская процесс переработки.

Исследование, опубликованное в Журнале Американского химического общества, демонстрирует потенциал элементарной серы для вторичной переработки полимеров с использованием чистой энергии. Масштабирование этой технологии может стать практическим решением глобальной проблемы пластиковых отходов и одновременно обеспечить промышленность ценными материалами для полупроводниковой и оптоэлектронной отрасли.

Читайте также: