Хіміки з Китаю показали, як за допомогою твердотільного ЯМР-спектроскопії можна визначити склад суміші пластиків, а отриману інформацію використовувати для переробки пластику в прості органічні речовини. Зокрема, із суміші восьми різних полімерів вчені отримали бензойну кислоту, амінокислоту аланін, молочну кислоту, бісфенол А, терефталеву кислоту та інші продукти. Результати дослідження опубліковані у журналі Nature.
Кожний рік хімічна промисловість виробляє близько 400 мільйонів тонн полімерів, які люди використовують у побуті та промисловості. Після використання більша частина пластику спалюється або відправляється на звалища. хіміки шукають ефективні методи поділу сумішей пластиків.
Один такий метод представили хіміки під керівництвом Ма Діна (Ma Ding) з Пекінського університету. Вони використовували двовимірну твердотільний ЯМР-спектроскопію, щоб визначити склад полімерного зразка. Цей метод дозволяє аналізувати тверді зразки наявність унікальних для кожного полімеру функціональних груп.
Вчені протестували свій підхід на суміші з полістиролу (PS), полілактату (PLA), поліуретану (PU), полікарбонату (PC), полівінілхлориду (PVC), поліетилентерефталату (PET), поліетилену (PE) та поліпропілену (PP), яку вони самі приготували з чистих полімерів. Спочатку вони підтвердили склад суміші за допомогою твердотільного ЯМР, а потім почали переробку.
Переробка суміші містила кілька кроків. Спочатку за допомогою розчинників тетрагідрофурану і гексану хіміки відокремили PS і перетворили його на бензойну кислоту. Далі, за допомогою чистого тетрагідрофурану, вони екстрагували з суміші PU, PC і PVC. З PC за допомогою гліколізу вчені отримали етиленкарбонат і бісфенол А, а з суміші PC і PVC, що залишилася, - суміш рідких дихлоралканів і сіль ароматичного аміну.
Далі, з твердого залишку, що містить PLA, PET, PE і PP хіміки відокремили PLA за допомогою реакції амонолізу і перетворили його на аланін. Потім вчені гідролізували PET у присутності лугу та отримали з нього терефталеву та молочну кислоти. А суміш PE і PP дослідники піддали крекінгу - у результаті утворилася суміш алканів.
Так хіміки показали, що за допомогою твердотільного ЯМР, декількох розчинників і вже відомих методів переробки можна перетворити суміш із восьми полімерів на прості органічні речовини. Вони також показали, що їх метод визначення складу та переробки справляється з пластиком невідомого складу, зібраним із різних лабораторій та у побуті.
Виробництво пластику призводить до забруднення довкілля його мікрочастинками. Наприклад, раніше ми розповідали про те, як мікропластик знайшли на вершині Евересту та в людській крові. Імовірно, мікропластик негативно впливає на систему травлення людини.
