Вчені Каліфорнійського університету в Ріверсайді зробили ще один крок ближче до пошуку застосування сотням мільйонів тонн пластикових відходів, які виробляються щороку, які часто засмічують потоки та річки та забруднюють наші океани. У недавньому дослідженні Кандіс Леслі Абдул-Азіз, доцент кафедри хімічної та екологічної інженерії UCR, та її колеги детально описали метод перетворення пластикових відходів у дуже пористу форму деревного вугілля або вугілля, яка має величезну площу поверхні близько 400 квадратних метрів. метрів на грам маси.
Таке деревне вугілля захоплює вуглець і потенційно може бути додано в ґрунт для покращення утримання води в ґрунті та аерації сільськогосподарських угідь. Він також може удобрювати ґрунт, оскільки природним чином розкладається. Абдул-Азіз, однак, попередив, що потрібно зробити більше, щоб обґрунтувати корисність такого вугілля в сільському господарстві.
Процес перетворення пластику на обуглювання був розроблений в Інженерному коледжі Марлана та Розмарі Борнс Каліфорнійського університету в Ріверсайді. Він передбачав змішування одного з двох поширених типів пластику з відходами кукурудзи — залишками стебел, листя, лушпиння та качанів — разом відомих як кукурудзяна плита. Потім суміш готували з гарячою водою під високим тиском, процес, відомий як гідротермальна карбонізація.
Високопористе вугілля було виготовлено з використанням полістиролу, пластику, який використовується для упаковування з пінополістиролу, і поліетилентерефталату, або ПЕТ, матеріалу, який зазвичай використовується для виготовлення пляшок для води та газованої води, серед багатьох інших продуктів.
Дослідження відбулося після попередньої успішної спроби використати лише кукурудзяну піч для отримання активованого вугілля для фільтрації забруднюючих речовин з питної води. У попередньому дослідженні деревне вугілля, виготовлене лише з кукурудзяної печі, активоване гідроксидом калію, змогло поглинути 98% забруднювача ваніліну з тестових зразків води.
У подальшому дослідженні Абдул-Азіз та її колеги хотіли знати, чи може активоване вугілля, виготовлене з комбінації кукурудзяної печі та пластику, також бути ефективним середовищем для очищення води. Якщо це так, пластикове сміття можна було б перепрофілювати для очищення води від забруднення. Але активоване вугілля, виготовлене із суміші, поглинало лише близько 45% ваніліну в тестових зразках води, що робило його неефективним для очищення води, сказала вона.
«Ми припускаємо, що на поверхні матеріалів все ще може бути залишковий пластик, який перешкоджає поглинанню деяких із цих молекул (ваніліну) поверхнею», — сказала вона.
З усім тим, можливість виробляти високопористе деревне вугілля шляхом поєднання пластику та відходів рослинної біомаси є важливим відкриттям, як детально описано в статті «Синергетичні та антагоністичні ефекти спільного піролізу пластмаси та кукурудзяної печі для виробництва вугілля та активованого вугілля». опубліковано в журналі ACS Omega. Провідним автором є Марк Гейл, колишній докторант UCR, який зараз є викладачем у Harvey Mudd College. Студент UCR Пітер Нгуєн є співавтором, а Абдул-Азіз є автором-кореспондентом.
«Це може бути дуже корисним біовугіллям, оскільки це матеріал з дуже високою площею поверхні», — сказав Абдул-Азіз. «Отже, якщо ми просто зупинимося на вугіллі, а не перетворимо його на активоване вугілля, я думаю, що є багато корисних способів, якими ми можемо його використати».
Пластик — це, по суті, тверда форма нафти, яка накопичується в навколишньому середовищі, де вона забруднює, заплутує, душить і вбиває рибу, птахів та інших тварин, які ненавмисно проковтнули його. Пластик також розпадається на мікрочастинки, які можуть потрапити в наш організм і пошкодити клітини або викликати запальні та імунні реакції.
На жаль, перероблення використаного пластику коштує дорожче, ніж виготовлення нового пластику з нафти.
Лабораторія Абдул-Азіза використовує інший підхід до перероблювання. Він спрямований на повернення згубних відходів, таких як пластик і відходи рослинної біомаси, в економіку шляхом перероблення їх у цінні товари.
«Я відчуваю, що у нас більше агностичний підхід до перероблення пластику, коли ви можете кинути його (з біомасою) і використовувати вугілля для покращення ґрунту», — сказала вона. — Ось про що ми думаємо.
Підписуйся на наш Telegram-канал