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有一天,我们也许可以用二氧化碳生产塑料。
发布时间:2019-10-16 15:05:28   帮助了21人
摘要:据国外媒体报道,由于人类的过度使用,现在大约有80亿吨的塑料废物堆积在水面和海洋中。难怪塑料近年来声誉不佳。但是塑料的重要性也毋庸置疑。塑料的发明彻底改变了20世纪的生活。


据国外媒体报道,由于人类的过度使用,现在大约有80亿吨的塑料废物堆积在水面和海洋中。难怪塑料近年来声誉不佳。但是塑料的重要性也毋庸置疑。塑料的发明彻底改变了20世纪的生活。它经久耐用,用途广泛且卫生。这种材料实际上几乎是不存在的。如果没有塑料,我们将永远不会创建唱片,磁带,电影等。自然地,我们将无法录制音乐,电影或开发现代医学。汽车零件,轻型飞机材料,卫星和航天器也依赖于塑料,并且有可能进行全球旅行和太空探索,更不用说计算机,移动电话和广泛的联网技术。环顾四周,如果没有塑料,我们的生活将很艰难。尽管塑料很重要,但是塑料的处置一直是棘手的问题。不仅如此,塑料的来源也令人头疼。塑料是由化石燃料制成的,人类每年消耗的石油和天然气中约有40%用于生产塑料聚合物。听起来可能不多,但仍然涉及化石燃料的提取和气候变化问题。生物塑料-听起来不错吗?那么,我们有其他选择吗?如今,诸如聚乳酸(PLA)这样的生物塑料已成为许多人关注的发展领域,例如用土豆制成的一次性餐具,用玉米制成的塑料瓶以及食物残渣。垃圾袋等听起来像是理想的解决方案,但事实远非如此简单。首先,生物塑料听起来不那么容易降解,通常需要工业加工。不仅如此,生物塑料的生产还需要大量能量。收割庄稼和加工原材料的步骤比传统的塑料排放更多的二氧化碳。

国家研究人员最近检查了用多种材料生产塑料瓶对环境的影响,包括玉米和可回收聚酯,发现生物塑料的性能不佳。考虑到化肥的成本,运输和收获的成本,由生物材料制成的塑料的收益最差,而性能最好的是由原油制成的塑料。研究人员说,这不是他们希望看到的。用于生产生物塑料的水和肥料也可能污染河流和河口,导致水体富营养化。此外,如果人们不经意间将生物废物扔进可回收废物中,他们将污染整个回收链。降低再生塑料的质量。因此,从目前的角度来看,生物塑料的性能仍然令人失望。除了生物塑料外,还有另一种选择:用二氧化碳制造塑料。科学家们在这一领域已经工作了十多年,现在他们终于看到了希望的曙光。用二氧化碳制造塑料科学家指出,与其使用矿物燃料作为塑料原料,不如做相反的事情,而是使用一些化学技术由废二氧化碳制造塑料,这将彻底改变整个石油化学工业。当前大多数二氧化碳来自氢气生产,但研究人员仍在尝试从工业废料中捕集二氧化碳。这种方法不仅会减少化石燃料的使用,还会影响气候变化并减少温室气体的排放。由二氧化碳生产塑料的关键是催化剂的设计,例如含有金属(如铜)的化合物。科学家发现,有一种催化剂可以使二氧化碳和环氧化物发生反应,形成一类称为聚醚聚碳酸酯多元醇的物质,这是生产聚氨酯的基础,聚氨酯通常用于制造床。冰箱的垫子,软垫和隔热层。

有一天,我们也您可以使用“空气”生产塑料。用气体制造床垫一家德国公司正在生产一种名为Cardyon的特殊床垫,其中20%的材料由二氧化碳制成。考虑到目前世界上聚氨酯的年产量超过1500万吨,如果用二氧化碳代替原材料,将不可避免地产生巨大的影响。英国公司Econic也正在用二氧化碳生产聚氨酯,希望在两年内推出泡沫,涂料,密封剂和弹性纤维。这些材料的质量不仅可与传统塑料媲美,而且在某些方面甚至还优于传统塑料。 Econic指出,他们生产的某些材料更加出色,例如耐火性,耐刮擦性等等。根据该公司的估计,如果30%的多元醇由二氧化碳制成,则可以减少9000万吨二氧化碳排放量,相当于减少400万棵树木的排放,或减少200万辆汽车的排放。此外,由于二氧化碳价格低廉(每吨约100美元,而标准原料环氧丙烷每吨约2,000美元),每年生产50公吨的工厂每年可节省1,000吨。一万美元。科学家们甚至拥有更大的“野心”:用二氧化碳生产乙烯。全球生产的塑料中大约有一半是由乙烯制成的,因此乙烯是世界上最重要的工业原料之一。研究人员正在研究一种含铜催化剂,该催化剂在通电下会产生二氧化碳和水,从而产生乙烯。由二氧化碳制成的聚乙烯塑料的商业化可能还需要20年,但是在接下来的30或40年中,我们将不再使用化石燃料生产乙烯,因此我们别无选择。必须寻求其他方法。英国科学家发明了一种允许氧化的方法碳与糖(例如木糖)结合形成聚碳酸酯(可用于生产可回收容器,例如婴儿奶瓶)。在当前的聚碳酸酯生产过程中,通常使用光气(第一次世界大战中用作化学武器的剧毒气体)和称为双酚A的化学物质。双酚A具有类似雌激素的性质,加拿大等国家已禁止将其用于婴儿产品中。如果聚碳酸酯是基于碳水化合物生产的,其生产和使用的安全性将大大提高,使其更适合于生产医疗植入物,缝合线和器官支架。美国科学家还发明了一种新技术,该技术使用一种含镍和磷的电催化剂,在电的作用下将水和二氧化碳结合在一起,生成复杂的含碳分子,该分子可用于生产塑料和药品等产品。研究人员说,这一过程的实质等同于人工光合作用,并且比自然光合作用更有效。传统的塑料生产方法可能是当前的正常做法,但并不理想。使用化石燃料生产单分子物质既消耗能源,又污染环境。由于热能以缓慢的速度驱动化学反应,消耗大量能量并且效率低下,因此我们必须找到另一种方法来找到更好的解决方案。

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