İnqrid Fadelli tərəfindən , Phys.org

redaktə edən: Gaby Clark , rəy verən: Robert Egan

 Redaktorların qeydləriXam neft və PS tullantılarından toluol istehsalı yolları. Müəllif: Wang və başqaları.

Plastik tullantıların sürətlə yığılması hazırda həm insan sağlamlığı, həm də Yer kürəsində ətraf mühit üçün ciddi risklər yaradır. Bu problemin mümkün həlli plastik tullantıları təkrar emal etmək, onları qiymətli kimyəvi maddələr istehsal etmək üçün istifadə edilə bilən daha kiçik molekullara parçalamaq olardı.

Nanjing Meşəçilik Universiteti və Tsinhua Universitetinin tədqiqatçıları bu yaxınlarda bəzi qida və digər məhsulların qablaşdırılması üçün geniş istifadə olunan plastik olan polistirolu (PS) sənaye və istehsal müəssisələrində dəyərli olan bir karbohidrogen olan toluola çevirmək üçün yeni bir yanaşma təqdim etdilər. Onların Nature Nanotechnology jurnalında dərc olunmuş məqalədə qeyd olunan təklif etdiyi strategiya, polistirol tullantılarının hidrogendə qızdırılmasını və daha kiçik buxar molekullarına parçalanmasını nəzərdə tutur ki, bu da hidropiroliz adlanan bir prosesdir .

Komanda tərəfindən aparılan həyat dövrü və texniki-iqtisadi təhlillər göstərdi ki, yeni tətbiq olunan proses toluol istehsalının karbon izini 53% azalda bilər və hazırkı sənaye standartından aşağı olan təxminən 0,61 dollar/kq xərclə toluol istehsal edə bilər.

“Bu iş iki mərhələli sabit yataqlı reaktorun əvvəlki inkişafına əsaslanır və plastik hidrogenolizdə tək atomlu katalizatorların unikal aktivliyi və stabilliyindən ilhamlanıb”, – məqalənin həmmüəllifi Dr. Zedong Zhang Phys.org-a bildirib.

“Biz aşkar etdik ki, Ru aktiv mərkəzlərinin atom səviyyəsində tənzimlənməsi məhsul selektivliyinin idarə olunmasına imkan verir və polistirol çevrilməsində yüksək reaktivliyi saxlayır. Bu tədqiqatın əsas məqsədi tək atomlu katalizatorların ənənəvi məhsuldarlıq-selektivlik kompromisini dəf edə biləcəyini və plastik təkrar emal üçün yeni yollar təklif edə biləcəyini nümayiş etdirmək idi.”Kredit: Wang və başqaları

Tullantıların daha kiçik molekullara parçalanması

Komandanın plastik tullantıları daha kiçik molekullara çevirmək üçün təklif etdiyi strategiya iki ayrı mərhələni həyata keçirən tək bir reaktor sisteminə əsaslanır. Piroliz adlanan ilk mərhələ bərk PS-i parçalanana qədər yüksək temperatura qədər qızdırmaqdan ibarətdir.

Bu mərhələdən əmələ gələn isti buxarlar sonradan katalizator və hidrogen qazı olan reaktorun ikinci hissəsinə axır. Burada hidrogenoliz adlanan reaksiya baş verir və bu reaksiya vasitəsilə hidrogen buxar molekullarındakı kimyəvi əlaqələri kəsir və onları istənilən kimyəvi maddəyə (yəni toluol) çevirir.

“Təcrübələrimizdə bərk PS birinci reaktorda buxar aralıqlarına (475℃, 0.4MPa) çevrildi və sonra ikinci reaktorda (275℃, 0.4MPa) Ru tək atomlu katalizatoru üzərində selektiv olaraq toluola çevrildi”, – deyə Dr. Zhang izah etdi.

“Dr. Jia Wang və professor Jianchun Jiang ilə əməkdaşlıq çərçivəsində, biz bu yanaşmanı laboratoriya miqyaslı katalitik sınaqlar və daha yüksək qida miqdarı və daha böyük sabit yataqlı reaktorlar da daxil olmaqla miqyaslı təcrübələr vasitəsilə təsdiqlədik.”

Əlavə təkmilləşdirmə və mümkün tətbiqlər

İlkin sınaqlarda, bu tədqiqatçılar tərəfindən hazırlanmış yanaşma, 99%-dən çox selektivlik və 83,5% toluol çıxımı ilə PS-nin toluola çevrilməsinə imkan verdi. Xüsusilə, metod, mövcud toluol istehsalı strategiyaları ilə müqayisədə 53% daha az karbon emissiyasına səbəb oldu.

“Biz inanırıq ki, bu tandem katalitik hidrogenoliz strategiyası tullantı plastiklərin neft-kimya xammalına çevrilməsi üçün perspektivli bir yol təklif edir”, – deyə Dr. Zhang bildirib.

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

“Mövcud tədqiqatdan əlavə, daha uzun əməliyyat müddətləri və daha geniş miqyaslı plastik çevrilməni təmin etmək üçün davamlı bərk qidalanma üzərində işləyirik. Daha geniş şəkildə desək, plastik hidrogenolizdə tək atomlu katalizatorların unikal xüsusiyyətləri katalitik plastik çevrilmənin necə dizayn edildiyini yenidən formalaşdırmağa kömək edə bilər.”

Gələcəkdə tədqiqatçılar tərəfindən hazırlanmış reaktor təkmilləşdirilə və PS-nin digər kimyəvi maddələrə və ya yanacağa çevrilməsinə imkan yaratmaq üçün uyğunlaşdırıla bilər. Real həyatda istifadəyə verilərsə, nəticədə Yer kürəsində plastik çirklənmənin azaldılmasına töhfə verə bilər.

Dr. Zhang əlavə etdi: “Gələcək tədqiqatlarımız məhsul paylanmasını daha yaxşı idarə etmək məqsədi ilə plastik hidrogenoliz üçün tək atomlu katalizatorların hazırlanmasına yönələcək. Eyni zamanda, daha uzun işləmə müddətini və daha yüksək plastik ötürmə qabiliyyətini dəstəkləmək üçün miqyaslı tandem sabit yataqlı reaktor dizaynlarını daha da araşdırmağı hədəfləyirik.”

Müəllifimiz İnqrid Fadelli tərəfindən sizin üçün yazılmış, Qeb Klark tərəfindən redaktə edilmiş və Robert İqan tərəfindən faktlar yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmiş bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Əgər bu reportaj sizin üçün vacibdirsə, xahiş edirik ianə etməyi (xüsusilə aylıq) nəzərdən keçirin. Təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .

Daha çox məlumat: Jia Wang və digərləri, Tandem depolimerləşmə və hidrogenoliz yolu ilə polistirol tullantılarının qiymətləndirilməsində məhsuldarlıq-selektivlik kompromissinin pozulması, Nature Nanotechnology (2025). DOI: 10.1038/s41565-025-02069-x

Jurnal məlumatı: Təbiət Nanotexnologiyası 

© 2025 Science X Network