Tìm ra phương pháp phân hủy nhựa chỉ bằng nước và oxy
VOV.VN - Chỉ sử dụng nước và oxy, hai chất dồi dào và rẻ tiền nhất trong tự nhiên, làm môi trường phản ứng, nhóm nghiên cứu đã chuyển đổi hiệu quả nhựa PE (polyethylene) phế thải, nhựa PP (polypropylene), thậm chí cả lốp xe phế thải thành các sản phẩm axit hữu cơ có giá trị cao.
Phương pháp này khắc phục được sự phụ thuộc vào nhiệt độ cao, áp suất cao và các chất phản ứng hóa học phức tạp của phương pháp tái chế nhựa truyền thống, mở ra một con đường mới cho việc tái chế chất thải nhựa thành các sản phẩm có giá trị cao.
Nghiên cứu chung của nhóm nghiên cứu do Giáo sư Vương Dũng thuộc Đại học Chiết Giang dẫn đầu, hợp tác với các nhà nghiên cứu khác của các trường đại học trong và ngoài Trung Quốc, như Đại học Cardiff của Anh và Đại học Tokyo của Nhật Bản, đã được công bố trên tạp chí học thuật quốc tế Nature mới đây.
Theo Nhật báo Khoa học và Công nghệ Trung Quốc, hiện nay, thế giới sản xuất hơn 400 triệu tấn nhựa mỗi năm. Một lượng lớn rác thải nhựa đổ vào đất và đại dương thông qua chôn lấp, đốt rác và đổ thải bừa bãi, liên tục tạo ra vi nhựa và gây ra các vấn đề ô nhiễm sinh thái lâu dài.
Các công nghệ tái chế hóa học hiện nay chỉ xử lý được khoảng 9% rác thải nhựa và chịu sự hạn chế do phụ thuộc vào các chất xúc tác kim loại quý, đòi hỏi môi trường nhiệt độ và áp suất cao, dẫn đến tiêu thụ nhiều năng lượng và chi phí xử lý cao. Hơn nữa, các chất xúc tác dễ bị hỏng, khiến việc triển khai trên quy mô lớn trở nên khó khăn.
Ban đầu, nghiên cứu về phân hủy nhựa của nhóm Giáo sư Vương Dũng cũng giống như nhiều nhà nghiên cứu khác trong lĩnh vực này, tập trung phát triển các chất xúc tác hiệu quả hơn. Tuy nhiên, một thí nghiệm kiểm chứng thường quy do một nhà nghiên cứu trong nhóm thực hiện đã bất ngờ cho thấy polyethylene có thể phân hủy mà không cần chất xúc tác.
Sau đó, nhóm đã phát hiện ra giao diện vi giọt là yếu tố quan trọng trong cơ chế đằng sau quá trình phân hủy. Khi nhựa phế thải được đun nóng cùng với nước và oxy, nhựa nóng chảy sẽ phân tán thành vô số giọt dầu kích thước micromet khi khuấy, tạo thành hệ thống vi giọt “nước trong dầu” ổn định.
Nghiên cứu cho thấy, tại các giao diện giọt tưởng chừng như bình thường này, do tính bất đối xứng của sự sắp xếp phân tử tại giao diện, một điện trường cục bộ mạnh được tạo ra một cách tự phát. Môi trường giao diện đặc biệt này thúc đẩy sự hoạt hóa của các phân tử nước, tạo ra các gốc hydroxyl tại chỗ với khả năng oxy hóa cực mạnh.
Các gốc hydroxyl này hoạt động như những “kéo phân tử” chính xác, dần dần cắt đứt các chuỗi carbon-carbon bền vững trong nhựa như polyethylene và polypropylen, định hướng chuyển hóa các polyme vốn khó phân hủy thành các hóa chất có giá trị gia tăng cao.
Giáo sư Vương Dũng cho biết, chỉ sử dụng nước và oxy ở nhiệt độ trên 100°C, các nhà nghiên cứu đã đạt được sự chuyển hóa hoàn toàn polyethylene mà không cần chất xúc tác, không để lại cặn vi nhựa và cho phép phân hủy hoàn toàn cũng như tái chế chất thải nhựa thành các sản phẩm có giá trị cao.
Nhật báo Khoa học và Công nghệ Trung Quốc cho rằng, phát hiện này không chỉ định hình lại hiểu biết của con người về sự phân hủy oxy hóa nhựa, mà còn mở ra một lộ trình công nghệ mới cho việc tái chế nhựa, biến chất thải nhựa có giá trị thấp, vốn tốn kém trong khâu xử lý, thành nguyên liệu hóa học có giá trị cao và chuyển gánh nặng môi trường thành nguồn tài nguyên quý giá.
Giải quyết bài toán rác thải nhựa thông qua đồng xử lý trong ngành xi măng
VOV.VN - Việt Nam là một trong những quốc gia chịu ảnh hưởng nặng nề nhất từ rác thải nhựa đại dương, đồng thời cũng đang nỗ lực thực hiện mục tiêu phát thải ròng bằng “0” vào năm 2050 và hoàn thành các cam kết trong khuôn khổ Đối tác Chuyển dịch Năng lượng Công bằng.
