分解聚乙烯、聚丙烯等塑料材料通常需要300攝氏度以上的高溫條件，能源消耗較多。日本東京大學日前發(fā)布新聞公報說，該校研究人員在鈰的催化作用下，利用可見光照射含少量羧基的聚乙烯，成功實現(xiàn)在80攝氏度的較低溫度環(huán)境下令這種聚乙烯分解。
公報說，塑料廢棄物導致的環(huán)境污染日益成為嚴重的社會問題，特別是生產量大的聚乙烯和聚丙烯等塑料材料的回收利用是亟待解決的問題。但聚乙烯和聚丙烯分子鏈包含的碳-碳鍵非常穩(wěn)定，使其分解一般需要300攝氏度以上的高溫條件。
產生碳自由基是引發(fā)碳-碳鍵斷裂的關鍵。東京大學研究團隊將少量羧基官能團引入聚乙烯，然后針對這種羧化聚乙烯粉末，摸索能令羧基在光照射下產生碳自由基的反應條件。
研究發(fā)現(xiàn)，在添加少量鈰催化劑的80攝氏度乙腈中，用發(fā)光波長為430納米的LED燈照射羧化聚乙烯粉末可使羧基生成碳自由基，并且其高反應性切斷了聚乙烯分子鏈上的碳-碳鍵，長鏈羧化聚乙烯分子被降解成分子量約500的片段。研究還確認，這一反應不僅能在乙腈中進行，在水中也能發(fā)生。
相關論文近日發(fā)表在《美國化學學會雜志》上。公報說，本項研究在較低溫度環(huán)境下實現(xiàn)了通常需要高溫條件的聚乙烯分解，表明經羧基官能團修飾的聚乙烯將來有望作為可降解塑料使用，這將使回收利用更加節(jié)能、低成本。
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