空氣中的奇蹟：科學家將廉價塑膠轉化為高價值材料

科學家們最近開發出一種革命性的方法，利用空氣中的濕氣來分解塑膠廢棄物，並將其轉化為更有價值的材料。這項技術不僅成本低廉，還提供了一種比現有塑膠回收方法更安全、更經濟的替代方案。

研究人員將一種常見的塑膠暴露在一種廉價的催化劑和環境空氣中，僅在四小時內就分解了94%的材料。這種塑膠被轉化為對苯二甲酸（TPA），這是一種用於製造聚酯的高價值原料。由於TPA可以被升級為更有價值的材料，這項技術有望大幅減少塑膠汙染。

「美國是人均塑膠汙染最嚴重的國家，而我們僅回收了5%的塑膠，」西北大學化學研究助理教授、共同通訊作者Yosi Kratish在一份宣告中表示。「我們的研究特別令人興奮的是，我們利用了空氣中的濕氣來分解塑膠，實現了一個非常乾淨且選擇性極高的過程。透過回收單體，即PET（聚對苯二甲酸乙二醇酯）的基本組成部分，我們可以將其回收甚至升級為更有價值的材料。」

塑膠廢棄物問題日益嚴重。根據歐洲環境署的資料，自2000年以來，全球生產的塑膠超過了歷史上所有塑膠的一半，預計到2050年，年產量將翻倍。迄今為止，僅有9%的塑膠被回收。其餘的塑膠通常需要數代人的時間才能降解，對環境和健康造成嚴重影響。例如，它們會流入海洋形成漂浮的垃圾堆，危害野生動物，並分解成微塑膠，進入人類大腦和其他身體部位。

為了找到一種分解這些廢棄物的新方法，研究人員將一種鉬催化劑（一種銀色、延展性強的金屬）和活性炭應用於PET，這是最常見的聚酯塑膠。研究人員隨後加熱混合物，短時間內便破壞了聚乙烯的化學鍵。然後，當團隊將材料暴露在空氣中時，混合物轉化為TPA，一種有價值的聚酯前體；以及乙醛，一種同樣有價值且易於從混合物中提取的工業化學品。

當研究人員在混合塑膠上測試這種方法時，發現它僅對聚酯材料有效。這意味著他們無需預先分類塑膠。該方法適用於塑膠瓶、T恤和彩色塑膠，將它們分解為純淨、無色的TPA。

「效果非常好，」Kratish說。「當我們新增額外的水時，它停止工作，因為水太多了。這是一個微妙的平衡。但結果表明，空氣中的水量正好合適。」

團隊的下一步是將這一過程應用於大規模工業生產。「我們的技術有潛力顯著減少塑膠汙染，降低塑膠的環境足跡，並促進材料的迴圈利用，而不是丟棄，」研究第一作者Naveen Malik在宣告中表示。「這是邁向更清潔、更綠色未來的一個具體步驟，展示了創新化學如何以符合自然的方式應對全球挑戰。」