Une équipe de recherche dirigée par le professeur Zeng Jie de l'Université des sciences et technologies de Chine (USTC) de l'Académie chinoise des sciences (CAS), a réalisé une percée significative dans le domaine du recyclage du plastique.

Leur étude, intitulée « Conversion catalytique sans solvant et sans hydrogène des plastiques en polyéthylène haute densité », présente une nouvelle stratégie tandem de déshydroaromatisation et d'hydrogénolyse pour convertir les plastiques en polyéthylène haute densité (PEHD) en hydrocarbures cycliques précieux sans avoir recours à des solvants ou à de l'hydrogène. . Les résultats ont été publiés dans Nature Nanotechnology. .

Le polyéthylène, l'un des plastiques les plus couramment utilisés, pose des défis en termes de dégradation naturelle en raison de sa structure chimique stable. Les technologies de recyclage des déchets plastiques en polyéthylène atténuent non seulement la pollution, mais offrent également des avantages économiques.

S'inspirant de deux procédés de l'industrie pétrolière, à savoir le reformage catalytique des fractions d'essence à chaîne courte et l'hydrocraquage des huiles lourdes, l'équipe de recherche a cherché à traiter les déchets plastiques HDPE comme une matière première solide du pétrole grâce à une conversion catalytique respectueuse de l'environnement, produisant ainsi en aval produits chimiques à base de pétrole.

Inspirée par deux procédés de l'industrie pétrolière, l'équipe de recherche s'est concentrée sur le reformage catalytique de fractions d'essence à chaîne courte pour obtenir des hydrocarbures cycliques de plus grande valeur, qui génèrent de l'hydrogène, et sur l'hydrocraquage de pétroles lourds pour produire des hydrocarbures à chaîne courte, qui consomment de l'hydrogène. .

En s'appuyant sur ces processus, l'équipe de recherche a conçu une stratégie de « respiration d'hydrogène » pour dégrader les plastiques en polyéthylène haute densité (PEHD). Ils ont développé un catalyseur au ruthénium métallique chargé sur un tamis moléculaire (Ru/HZSM-5) qui facilite la déshydrogénation du plastique en hydrocarbures cycliques, « expirant » de l'hydrogène au cours du processus. Simultanément, le plastique "respire" l'hydrogène libéré et subit une fissuration, se transformant en hydrocarbures à chaîne courte.

L’équipe de recherche a ensuite exploré les voies de réaction de recyclage des plastiques polyéthylène haute densité. Ils ont mené des expériences catalytiques sur le recyclage des plastiques HDPE avec différentes charges de tamis moléculaire de ruthénium métallique et ont examiné l'effet des pores du tamis moléculaire sur la réaction.

Les résultats montrent que le tamis moléculaire HZSM-5 a une taille de pores modérée, ce qui non seulement évite la formation d'hydrocarbures aromatiques cycliques épais et de dépôts de carbone, mais assure également la désorption en douceur des hydrocarbures cycliques, garantissant ainsi la continuité et la stabilité du catalyseur. réaction. Les catalyseurs Ru/HZSM-5 ont une très bonne stabilité cyclique et conviennent également à différents types de plastiques polyéthylène.

Cette recherche représente une avancée significative dans le recyclage du plastique et est très prometteuse pour le développement durable de notre société. En fournissant une solution innovante pour la conversion des plastiques HDPE en hydrocarbures cycliques précieux, cette étude contribue aux efforts en cours pour lutter contre les déchets plastiques et promouvoir un avenir plus durable.

Plus d'informations : Junjie Du et al, Recyclage efficace sans solvant ni hydrogène du polyéthylène haute densité en hydrocarbures cycliques séparables, Nature Nanotechnology (2023). DOI :10.1038/s41565-023-01429-9

Informations sur le journal : Nanotechnologie naturelle

Fourni par l'Université des sciences et technologies de Chine