Le plastique est omniprésent dans la vie des gens. Encore, lorsque les objets contenant du plastique ont rempli leurs missions, seule une petite quantité est recyclée dans de nouveaux produits, qui sont souvent de qualité inférieure par rapport au matériau d'origine. Et, transformer ces déchets en produits chimiques à haute valeur ajoutée nécessite une énergie considérable. Maintenant, chercheurs reportant dans ACS' JACS Au ont combiné un catalyseur ruthénium-carbone et doux, des conditions de réaction à plus faible énergie pour convertir les plastiques utilisés dans les bouteilles et autres emballages en carburants et matières premières chimiques.

Production mondiale de robuste, plastique à usage unique pour jouets, emballage médical stérile, et les contenants pour aliments et boissons est en augmentation. Polymères polyoléfiniques, comme le polyéthylène et le polypropylène, sont les plastiques les plus couramment utilisés dans ces produits parce que les structures moléculaires des polymères—long, chaînes droites d'atomes de carbone et d'hydrogène—rendent les matériaux très durables. Il est difficile de dégrader les liaisons carbone-carbone dans les polyoléfines, cependant, ainsi des procédures énergivores utilisant des températures élevées, de 800 à 1400F, ou des produits chimiques puissants sont nécessaires pour les décomposer et les recycler. Des études antérieures ont montré que les métaux nobles, comme le zirconium, platine et ruthénium, peut catalyser le processus de séparation court, chaînes hydrocarbonées simples et compliquées, molécules de lignine d'origine végétale à des températures de réaction modérées nécessitant moins d'énergie que d'autres techniques. Donc, Yuriy Román-Leshkov et ses collègues voulaient voir si les catalyseurs à base de métaux auraient un effet similaire sur les polyoléfines solides avec de longues chaînes d'hydrocarbures, en les désintégrant en produits chimiques utilisables et en gaz naturel.

Les chercheurs ont développé une méthode pour faire réagir des chaînes hydrocarbonées simples avec de l'hydrogène en présence de nanoparticules de métaux nobles ou de transition dans des conditions douces. Dans leurs expériences, les nanoparticules de ruthénium-carbone ont converti plus de 90% des hydrocarbures en composés plus courts à 392 F. Ensuite, l'équipe a testé la nouvelle méthode sur des polyoléfines plus complexes, y compris une bouteille en plastique disponible dans le commerce. Malgré le non-traitement des échantillons, comme cela est nécessaire avec les méthodes énergivores actuelles, ils ont été complètement décomposés en produits gazeux et liquides en utilisant cette nouvelle méthode. Contrairement aux méthodes de dégradation actuelles, la réaction pouvait être réglée de manière à produire soit du gaz naturel, soit une combinaison de gaz naturel et d'alcanes liquides. Les chercheurs affirment que la mise en œuvre de leur méthode pourrait aider à réduire le volume de déchets post-consommation dans les décharges en recyclant les plastiques dans des proportions souhaitables, alcanes de grande valeur, bien que la technologie pour purifier les produits soit nécessaire pour rendre le processus économiquement réalisable.