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分解聚乙烯、聚丙烯等塑料材料通常需要300攝氏度以上的高溫條件，能源消耗較多。日本東京大學(xué)日前發(fā)布新聞公報說，該校研究人員在鈰的催化作用下，利用可見光照射含少量羧基的聚乙烯，成功實現(xiàn)在80攝氏度的較低溫度環(huán)境下令這種聚乙烯分解。
公報說，塑料廢棄物導(dǎo)致的環(huán)境污染日益成為嚴重的社會問題，特別是生產(chǎn)量大的聚乙烯和聚丙烯等塑料材料的回收利用是亟待解決的問題。但聚乙烯和聚丙烯分子鏈包含的碳-碳鍵非常穩(wěn)定，使其分解一般需要300攝氏度以上的高溫條件。
產(chǎn)生碳自由基是引發(fā)碳-碳鍵斷裂的關(guān)鍵。東京大學(xué)研究團隊將少量羧基官能團引入聚乙烯，然后針對這種羧化聚乙烯粉末，摸索能令羧基在光照射下產(chǎn)生碳自由基的反應(yīng)條件。
研究發(fā)現(xiàn)，在添加少量鈰催化劑的80攝氏度乙腈中，用發(fā)光波長為430納米的LED燈照射羧化聚乙烯粉末可使羧基生成碳自由基，并且其高反應(yīng)性切斷了聚乙烯分子鏈上的碳-碳鍵，長鏈羧化聚乙烯分子被降解成分子量約500的片段。研究還確認，這一反應(yīng)不僅能在乙腈中進行，在水中也能發(fā)生。
相關(guān)論文近日發(fā)表在《美國化學(xué)學(xué)會雜志》上。公報說，本項研究在較低溫度環(huán)境下實現(xiàn)了通常需要高溫條件的聚乙烯分解，表明經(jīng)羧基官能團修飾的聚乙烯將來有望作為可降解塑料使用，這將使回收利用更加節(jié)能、低成本。
