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当二氧化碳如何变成塑料

发布时间:2021-09-14 18:43:11 阅读: 来源:玻璃微珠厂家

二氧化碳如何变成塑料

看不见摸不着的二氧化碳如何变成白花花的塑料?这里要过三道技术难关,第一个难题由日本科学家完成,而孟跃中解决的是最后两个关键问题。

第一关让碳氧原子分开

二氧化碳(CO2)的组成元素就是碳和氧,碳是构成有机物(如塑料)未来的必要元素,如果能够成功使二氧化碳与其他化合否则进行调试物发生反应,它就可以成为制塑的原材料。这一关已于1969年由一位日本科学家做到,他首次通过一种名为二乙基锌的催化剂作为“第四者”,使氧原子与碳原子之间的双键断开或者若即若离,碳原子“移情别恋”,放出电子与其他物质结合成可降解塑料。其后各国科学家又不断发现了新的催化剂。

第二关扩大催化接触面

科学家最初发现的催化剂成本很高,无法进行工业化开发。为了降低成本,科学换句话说就是咱不轻易被忽悠了家力求找到一个高效催化剂,目前最高催化效率已可达60—70克,但催化剂价格更高。孟跃中走了另外一条路子,不再去寻找新的催化剂,而利用现有的催化剂,来增加它的催化效率。在化学上有个正比关系,就是催化剂跟被催化物的接触面越大,催化反应也将会更加有效,这也就好比我们所用的电脑CPU上的散热器,风扇的风力即使是一定的,但如果散热的表面积越大,气体对流越快,降温效果也就越好。第三关分子与分子“握手”

要使催化剂接触面尽可能大,也就要使它的颗粒尽可能小,最好能够实现分子与分子的“握手”。孟跃中想到一个科学原理,含氟的化合物是能够溶于液态的二氧化碳的。二氧化碳在高压之下会变成流体状态,如果把催化剂附在这种含氟化合物身上,溶在二氧化碳,那么催化剂也以分子状态跟二工作时氧化碳的分子“握手”。通过这种方法,原来一颗催化剂表面积如果为1平方厘米的话,处理后表面积起码可以增加500倍,催化效率果然增长了近70倍,每吨成品的催化成本降到只需要200多元。

二氧化碳制塑发展史

1969年,日本京都大学一位科学家首次采用二乙基锌催化制塑,每克催化剂能催化0·13—0·7克二氧化碳;

1991年,中国一所大学用甘油作催化剂,但每克只能催化0·04至0·16克二氧化碳,甚至还低过1969年的水平;

1997年,台湾清华大学用上述两种材料再配以其他的材料,使催化效率提高至2克以上;

2000年,韩国一家科研机构发现的催化剂效果能达每克催化60—70克二氧化碳的水平,但成本过高;

2001年,中科院广州化学所的孟跃中博士通过负载化技术,使每克催化剂能够催化120—140克的二氧化碳,高出世界最高水平两倍,成功使每吨成品的成本降至1·2万元。

二氧化碳塑料应用现状

美国一家大公司利用日本科学家1969年的专利,1994年开始生产二氧化碳塑料,年产约两万吨。日本已形成年产3000—4000吨二氧化碳聚合物的生产能力,韩国正筹建年产3000吨的生产线。由于成本居高不下,再加上塑料的性能有待改善,近年来美国、日本等国用二氧化碳制造塑料仍处于半试验阶段。(曾平治)

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