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科技日报实习记者 张佳欣
无处不在的塑料袋是出了名的难回收。即便被回收，也难以重新制造出高价值的东西。美国加州大学伯克利分校和劳伦斯·伯克利国家实验室开发出一项新工艺，使用催化剂将长聚乙烯（PE）聚合物分解成均匀的短链，即三碳分子丙烯，这是制造其他高价值塑料（如聚丙烯）的原料。相关论文发表在最新一期《科学》杂志上。
加州大学伯克利分校的化学家开发出一种称为异构化乙烯分解的新工艺，将聚乙烯塑料（例如背景中所示的奶瓶）裂解为丙烯——另一种塑料聚丙烯的基础材料。图片来源：加州大学伯克利分校
聚乙烯塑料约占全球塑料市场的1/3，每年从化石燃料中生产超过1亿吨，其中原料包括页岩气。新工艺将聚乙烯解聚并转化为丙烯，是一种升级循环的方式，可从基本已经一文不值的废物中生产更高价值的产品，同时减少化石燃料的使用。
新工艺需要用催化剂打破聚乙烯上的两个碳氢键，研究人员最初采用的是铱催化剂，后来是铂—锡和铂—锌催化剂，以创造一个活性的碳—碳双键。有了这个“缺口”，就可以通过与乙烯和另外两种协同反应的催化剂进行反应，从而解开聚合物的链条。
接着，研究人员添加由钯制成的第二种催化剂，使丙烯分子（三碳分子）能够反复地从反应端被剪除。结果表明，80%的聚乙烯被还原为丙烯。
该团队证明，该工艺适用于各种PE塑料，包括半透明奶瓶、不透明洗发水瓶、PE包装、黑色硬塑料盖等，所有这些都被有效地还原为丙烯，只需去除着色剂即可。
“只要回收利用，很多聚乙烯塑料就会变成低档材料。你不能拿一个回收的塑料袋，再用它制造一个相同质量的塑料袋。”加州大学伯克利分校亨利·拉波波特有机化学教授约翰·哈特威格说，“但如果你能把该塑料袋的单体分解成小块，然后再聚合，那就无需更多化石原料，而是把它作为碳源来制造其他东西，比如聚丙烯。我们将减少用于这一目的的页岩气，或用于丙烯的其他用途，并填补所谓的丙烯缺口。”
最近，研究团队还使用了创新的催化技术，创造了一种将聚乙烯袋转化为粘合剂的工艺，这是另一种有价值的产品。总而言之，这些新工艺会将塑料垃圾“变废为宝”。
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