塑膠汙染革命：新催化劑技術將廢棄物轉化為珍貴燃料

塑膠，這一極具多樣性的材料，已然深深融入現代生活的方方面面。然而，全球塑膠年產量如今已超過4億噸，塑膠廢棄物對環境造成的衝擊，已然達到危急程度。近90%的塑膠廢棄物未被回收，使得汙染危機愈演愈烈。為應對這一日益嚴峻的挑戰，創新科技迫在眉睫。

催化回收技術，像氫解和加氫裂化，提供了一個充滿希望的解決方案。這些先進的化學過程運用催化劑，將塑膠廢棄物分解成諸如化學品和燃料等更簡單且高價值的成分。不同於傳統回收方式，即把塑膠熔化再重新塑形為低品質產品，催化回收能創造出更具經濟和環境價值的材料，實現更高效且可持續的再利用。

儘管催化回收展現出巨大潛力，但在大規模工業化應用之前，仍需進一步開發和完善。

韓國首爾科技大學的Ro Insoo教授率領的研究團隊，在近期發表於《自然通訊》的一項研究中，取得了聚烯烴催化回收方面的突破性發現。聚烯烴佔全球塑膠廢棄物的55%。研究人員在論文中揭示，在使用釕（Ru）基催化劑進行聚烯烴解聚時，新增水有著意想不到的好處。

研究團隊在不同載體上合成並測試了各種釕基催化劑，發現當向反應混合物中加入水時，兼具金屬和酸性位點的催化劑轉化率大幅提高。Ro博士解釋道，新增水改變了反應機理，促進了增強催化活性的反應途徑，同時抑制了焦炭的形成。這種雙重作用提高了工藝效率，延長了催化劑壽命，並降低了運營成本。

研究人員深入研究了反應機理，闡明瞭釕含量以及金屬和酸性位點之間的距離和平衡所產生的影響。在最佳條件下，Ru/沸石-Y催化劑對聚烯烴的轉化率達到了96.9%。

最後，為探究這類催化回收的可行性，研究團隊對所提出的方法進行了技術經濟分析和生命週期評估。結果清楚地強調了使用Ru/沸石-Y催化劑實現真正商業規模生產的潛力。

Ro博士強調，新增水不僅提高了碳效率，改善了經濟和環境效益，還增加了聚烯烴向汽油和柴油等珍貴燃料的轉化。他還補充道，因此，這一方法是替代傳統廢棄物管理方式的可行選擇，為減少聚烯烴造成的垃圾填埋和海洋汙染提供瞭解決方案，而聚烯烴正是塑膠廢棄物的最大源頭。

總的來說，這一催化解聚的突破可能會徹底改變我們應對塑膠汙染的方式，幫助我們有效應對這一嚴重的環境威脅。研究團隊寄予厚望，希望在未來幾年，這項技術能發展到無需預先分類就能處理混合塑膠廢棄物的程度，使回收工作更具成本效益且更易於實施。

Ro博士樂觀地總結道，透過展示將塑膠廢棄物轉化為珍貴資源的可持續且經濟的方法，我們的研究有望推動政策變革，激發對先進回收基礎設施的投資，並促進國際合作以應對全球塑膠廢棄物危機。隨著時間推移，這些進步將帶來更清潔的環境、更少的汙染和更可持續的未來。

參考文獻：Taeeun Kwon、Byeongchan Ahn、Ki Hyuk Kang、Wangyun Won和Insoo Ro於2024年11月29日發表在《自然通訊》上的『Unraveling the role of water in mechanism changes for economically viable catalytic plastic upcycling』。DOI：10.1038/s41467-024-54495-5