पैसिफिक नॉर्थवेस्ट नेशनल लेबोरेटरी केमिस्ट जेनोस स्ज़नी ने कहा, "हम जिस प्रमुख खोज की रिपोर्ट करते हैं, वह बहुत कम धातु का भार है।" "यह उत्प्रेरक को बहुत सस्ता बनाता है।"

नई विधि अधिक कुशलता से प्लास्टिक को मूल्यवान कमोडिटी रसायनों में परिवर्तित करती है - एक प्रक्रिया जिसे "अपसाइक्लिंग" कहा जाता है। इसके अलावा, यह अन्य रिपोर्ट किए गए तरीकों की तुलना में एक बायप्रोडक्ट के रूप में बहुत कम मीथेन, एक अवांछनीय ग्रीनहाउस गैस का उत्पादन करता है।

पोस्टडॉक्टोरल रिसर्च साइंटिस्ट लिनक्सियाओ चेन ने कहा, "यह हमारे लिए बहुत दिलचस्प था कि इस परिणाम को दिखाते हुए पहले कुछ भी प्रकाशित नहीं हुआ था।" "यह शोध प्लास्टिक अपसाइक्लिंग के लिए प्रभावी, चयनात्मक और बहुमुखी उत्प्रेरक विकसित करने का अवसर दिखाता है।"

कम धातु प्लास्टिक अपसाइक्लिंग में अधिक है

पेट्रोलियम-आधारित प्लास्टिक कचरा कार्बन-आधारित रसायनों का एक अप्रयुक्त स्रोत प्रस्तुत करता है जो उपयोगी टिकाऊ सामग्री और ईंधन के लिए शुरुआती सामग्री के रूप में काम कर सकता है। बहुत कम प्लास्टिक वर्तमान में पुनर्नवीनीकरण किया जाता है, मुख्य रूप से आर्थिक और व्यावहारिक कारणों से। लेकिन PNNL वैज्ञानिक कुशलतापूर्वक रासायनिक बंधनों को तोड़ने में अपनी विशेषज्ञता को लागू करके गतिशील को बदलने की कोशिश कर रहे हैं।

यह सर्वविदित है कि हाइड्रोजन को जोड़ना-एक प्रतिक्रिया जिसे हाइड्रोजनोलिसिस के रूप में जाना जाता है-पॉलीप्रोपाइलीन और पॉलीइथाइलीन जैसे मुश्किल-से-रिसाइकिल प्लास्टिक के लिए प्लास्टिक कचरे को मूल्य-वर्धित छोटे हाइड्रोकार्बन में बदलने के लिए एक आशाजनक रणनीति प्रस्तुत करता है। इस प्रक्रिया को आर्थिक रूप से संभव बनाने के लिए कुशल और चयनात्मक उत्प्रेरक की आवश्यकता होती है।

यह वह जगह है जहां हाल ही में PNNL के नेतृत्व वाले शोध ने उत्कृष्ट प्रदर्शन किया।

अनुसंधान टीम ने पाया कि कीमती धातु रूथेनियम की मात्रा को कम करने से वास्तव में बहुलक अपसाइक्लिंग दक्षता और चयनात्मकता में सुधार हुआ। एसीएस कैटालिसिस में हाल ही में प्रकाशित एक अध्ययन में, उन्होंने दिखाया कि दक्षता में सुधार तब हुआ जब संरचना का समर्थन करने के लिए धातु के कम अनुपात ने संरचना को कणों के एक क्रमबद्ध सरणी से परमाणुओं के अव्यवस्थित राफ्ट में स्थानांतरित कर दिया।

फंसे परमाणु

एकल-परमाणु उत्प्रेरक में PNNL विशेषज्ञता के एक ट्रैक रिकॉर्ड ने टीम को यह समझने में मदद की कि कम क्यों अधिक है। अनुसंधान टीम ने आणविक स्तर पर विकार के लिए संक्रमण का अवलोकन किया और फिर स्थापित सिद्धांत का उपयोग किया कि यह दिखाने के लिए कि एकल परमाणु वास्तव में इस प्रयोगात्मक कार्य में अधिक प्रभावी उत्प्रेरक हैं।

यह काम वाशिंगटन स्टेट यूनिवर्सिटी, पुलमैन और एक पीएनएनएल प्रयोगशाला फेलो में केमिकल इंजीनियरिंग के प्रोफेसर योंग वांग द्वारा एटम ट्रैपिंग और सिंगल-एटम उत्प्रेरक में अनुसंधान पर बनाता है।

गुटीरेज़ ने कहा, "एक सामग्री के नजरिए से बहुत प्रयास किया गया है कि यह समझने की कोशिश करें कि एकल परमाणु या बहुत छोटे समूह प्रभावी उत्प्रेरक कैसे बना सकते हैं।"

एसीएस में, चेन ने नए काम का भी वर्णन किया जो सिस्टम की दक्षता में सुधार करने में समर्थन सामग्री की भूमिका की पड़ताल करता है।

"हमने सेरियम ऑक्साइड को बदलने के लिए सस्ती और अधिक आसानी से उपलब्ध सहायता सामग्री की जांच की है," चेन ने कहा। "हमने पाया कि एक रासायनिक रूप से संशोधित टाइटेनियम ऑक्साइड पॉलीप्रोपाइलीन अपसाइक्लिंग के लिए अधिक प्रभावी और चयनात्मक मार्ग को सक्षम कर सकता है।"

क्लोरीन को सहन करने के लिए सीखना

मिश्रित प्लास्टिक रीसाइक्लिंग धाराओं के साथ उपयोग के लिए विधि को व्यावहारिक बनाने के लिए, अनुसंधान टीम अब यह पता लगा रही है कि क्लोरीन की उपस्थिति रासायनिक रूपांतरण की दक्षता को कैसे प्रभावित करती है।

"हम अधिक मांग निष्कर्षण स्थितियों में देख रहे हैं," केमिस्ट ओलिवर वाई। गुतिरेज़ ने कहा, कैटेलिसिस के लिए औद्योगिक अनुप्रयोगों के विशेषज्ञ। "जब आपके पास एक साफ प्लास्टिक स्रोत नहीं है, तो एक औद्योगिक अपसाइक्लिंग प्रक्रिया में, आपके पास पॉलीविनाइलक्लोराइड और अन्य स्रोतों से क्लोरीन है। क्लोरीन प्लास्टिक अपसाइक्लिंग प्रतिक्रिया को दूषित कर सकता है। हम समझना चाहते हैं कि क्लोरीन का हमारे सिस्टम पर क्या प्रभाव पड़ता है।"

अब, यह मौलिक समझ अपशिष्ट प्लास्टिक को बदलने में मदद कर सकती है जो आमतौर पर पर्यावरण में उपयोगी उत्पादों में प्रदूषण के रूप में समाप्त हो जाती है।

अनुसंधान को ऊर्जा विभाग, विज्ञान के कार्यालय द्वारा समर्थित किया गया था। इस शोध ने एडवांस्ड फोटॉन स्रोत से संसाधनों का भी उपयोग किया, जो कि आर्गन नेशनल लेबोरेटरी द्वारा डीओई के लिए संचालित विज्ञान उपयोगकर्ता सुविधा का एक कार्यालय था।

कहानी स्रोत:

डीओई/प्रशांत नॉर्थवेस्ट नेशनल लेबोरेटरी द्वारा प्रदान की गई सामग्री । Karyn Hede द्वारा मूल लिखित। नोट: सामग्री को शैली और लंबाई के लिए संपादित किया जा सकता है।