高效解聚PET塑料瓶回收難題或將解決
時間:2022-01-11
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塑料是以單體為原料,通過加聚或縮聚反應聚合而成的高分子化合物(macromolecules),由合成樹脂及填料、增塑劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、色料等添加劑組成。塑料的主要成分是樹脂,我們通常所說的難以降解的部分,指的主要也是樹脂。根據添加成分的不同,塑料可以分為,PP、PE、PET、PC等等,而其中應用最廣泛的就是PET,也就是聚對苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate),它是礦泉水瓶、碳酸飲料瓶等產品的主要原材料。
自19世紀人類制造出塑料,這一便利又廉價的工業(yè)制品,便成為了工業(yè)和日常生活中不可或缺的一部分,密不可分。與此同時,它的難以降解,也成為了環(huán)境保護的頭號敵人。而當微塑料被發(fā)現,塑料的危害等級再一次提升。
數據顯示,全球每年生產3.59億噸塑料,塑料的廢品回收效率在30%左右,而按照現在的工業(yè)發(fā)展體系預估,到2030年,全球塑料產量可能增加40%,海洋中的塑料污染將翻一番,預計達到3億多噸。這對環(huán)境來說,是極大的災難。
在保證塑料特性的同時,如何將它快速降解,也成為了無數科學家想要解決的難題。搜索各類新聞和論文就可以發(fā)現,我們在降解塑料上,做出了各種嘗試。
聚對苯二甲酸乙二酯(PET)是世界上最常用的塑料之一,每年生產約7000萬噸。雖然PET瓶可以回收再利用,但目前的回收方法存在問題,使其回收再利用率只有大約30%。來自圖盧茲大學的研究團隊在設計用于測試酶的小型反應器中,發(fā)現一種經過工程改造的酶可以在10小時內分解200g PET的90%,并且利用酶解聚生產的對苯二甲酸和乙二醇生成新的PET塑料瓶,這種新產生的塑料與傳統的塑料相比并無太大差別。
這種新的方法優(yōu)點在于能夠輕松的將各種不同塑料混合物(甚至是不同顏色的PET塑料瓶)分解成簡單的對苯二甲酸和乙二醇,而混合物中的染料和其他的塑料則不會被分解從而造成影響。
塑料是以單體為原料,通過加聚或縮聚反應聚合而成的高分子化合物(macromolecules),由合成樹脂及填料、增塑劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、色料等添加劑組成。塑料的主要成分是樹脂,我們通常所說的難以降解的部分,指的主要也是樹脂。根據添加成分的不同,塑料可以分為,PP、PE、PET、PC等等,而其中應用最廣泛的就是PET,也就是聚對苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate),它是礦泉水瓶、碳酸飲料瓶等產品的主要原材料。
2012年,有研究人員在堆肥中發(fā)現了一種成為葉枝堆肥角質酶(LCC),這種酶可以切斷對苯二甲酸酯和乙二醇之間的共價鍵,生成解聚產物乙二醇和對苯二甲酸從而實現PET的分解。但是LCC的解聚效率容易受到溫度的限制,在65℃條件下(PET的玻璃轉化轉化溫度)下工作幾天后就停止反應,很難達到實際應用的效果。Alain Marty和其他團隊成員發(fā)現的PET水解酶可以在72°C的條件下不破壞PET持續(xù)工作,對PET的分解能力也大大提高。
如能實現這種PET降解酶的市場推廣,或許令人頭疼的塑料瓶回收與再利用難題將被解決,這對于環(huán)境和經濟來說,都是一個極大的好消息。
數據顯示,全球每年生產3.59億噸塑料,塑料的廢品回收效率在30%左右,而按照現在的工業(yè)發(fā)展體系預估,到2030年,全球塑料產量可能增加40%,海洋中的塑料污染將翻一番,預計達到3億多噸。這對環(huán)境來說,是極大的災難。
在保證塑料特性的同時,如何將它快速降解,也成為了無數科學家想要解決的難題。搜索各類新聞和論文就可以發(fā)現,我們在降解塑料上,做出了各種嘗試。
聚對苯二甲酸乙二酯(PET)是世界上最常用的塑料之一,每年生產約7000萬噸。雖然PET瓶可以回收再利用,但目前的回收方法存在問題,使其回收再利用率只有大約30%。來自圖盧茲大學的研究團隊在設計用于測試酶的小型反應器中,發(fā)現一種經過工程改造的酶可以在10小時內分解200g PET的90%,并且利用酶解聚生產的對苯二甲酸和乙二醇生成新的PET塑料瓶,這種新產生的塑料與傳統的塑料相比并無太大差別。
這種新的方法優(yōu)點在于能夠輕松的將各種不同塑料混合物(甚至是不同顏色的PET塑料瓶)分解成簡單的對苯二甲酸和乙二醇,而混合物中的染料和其他的塑料則不會被分解從而造成影響。
塑料是以單體為原料,通過加聚或縮聚反應聚合而成的高分子化合物(macromolecules),由合成樹脂及填料、增塑劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、色料等添加劑組成。塑料的主要成分是樹脂,我們通常所說的難以降解的部分,指的主要也是樹脂。根據添加成分的不同,塑料可以分為,PP、PE、PET、PC等等,而其中應用最廣泛的就是PET,也就是聚對苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate),它是礦泉水瓶、碳酸飲料瓶等產品的主要原材料。
2012年,有研究人員在堆肥中發(fā)現了一種成為葉枝堆肥角質酶(LCC),這種酶可以切斷對苯二甲酸酯和乙二醇之間的共價鍵,生成解聚產物乙二醇和對苯二甲酸從而實現PET的分解。但是LCC的解聚效率容易受到溫度的限制,在65℃條件下(PET的玻璃轉化轉化溫度)下工作幾天后就停止反應,很難達到實際應用的效果。Alain Marty和其他團隊成員發(fā)現的PET水解酶可以在72°C的條件下不破壞PET持續(xù)工作,對PET的分解能力也大大提高。
如能實現這種PET降解酶的市場推廣,或許令人頭疼的塑料瓶回收與再利用難題將被解決,這對于環(huán)境和經濟來說,都是一個極大的好消息。
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