تولید پلاستیک تجدیدپذیر از دی‌اکسیدکربن و گیاهان
محققان دانشگاه استنفورد موفق به توسعه روش جدیدی برای تولید پلاستیک با استفاده از دی‌اکسیدکربن و یک ماده گیاهی خوراکی شده‌اند که جایگزین کم کربنی برای پلاستیک ساخته شده از نفت ارائه کرده است.
به گزارش بولتن نیوز، اما هدف محققان بیشتر از اینکه پلاستیک ساخته شده از نفت را با نمونه ساخته شده از دی‌اکسیدکربن جایگزین کنند، تولید ابزاری است که نیازی به انرژی غیرقابل تجدید در زمان تولید ندارد. آن‌ها با دستیابی به این هدف، توانسته‌اند انتشار کربن ناشی از صنعت پلاستیک را بطور چشمگیری کاهش دهند.
پلاستیک‌های امروزی معمولا از پلیمر پلی اتیلن ترفتالات یا همان پلی‌استر ساخته می‌شوند. حدود یک میلیون تن از این ماده هر سال در جهان برای استفاده در لوازم الکترونیکی، پوشاک، محصولات مراقبت شخصی و مخازن نوشیدنی قابل استفاده مجدد تولید می‌شود.
پلیستر به جز برخورداری از یک جزء حاصل از نفت تصفیه شده، همچنین منجر به انتشار سطوح قابل توجهی از دی‌اکسید کربن در جو می‌شود. به گفته محققان، هر یک تن پلیستر بیش از چهار تن دی‌اکسیدکربن تولید می‌کند. این گاز گلخانه‌ای با گرم شدن جهانی مرتبط است.
محققان برای این تحقیق که در مجله نیچر منتشر شده، به پلی‌اتیلن فوران‌دی کربوکسیلات(PEF) بجای پلیستر روی آوردند که از ۵،۲-فوران‌دی‌کربوکسیلیک اسید (FDCA) و اتیلن گلیکول ساخته شده است.
اگرچه PEF از ویژگیهای مطلوبی برخوردار است اما بطور گسترده مورد استفاده قرار نگرفته زیرا صنعت پلاستیک هنوز راه کم‌هزینه‌ای برای تولید کارآمد این ماده در مقیاس زیاد پیدا نکرده است.
روشی برای تولید PEF با استفاده از FDCA بدست آمده از شربت ذرت وجود دارد اما این روش با اقبال زیادی روبرو نشده زیرا پرورش محصولات به منابع زیادی نیاز داشته و همچنین با تولید مواد غذایی رقابت می‌کند.
خوشبختانه روش دیگری برای تولید FDCA وجود دارد که شامل استفاده از زیست‌توده خوراکی مانند علف یا ضایعات کشاورزی باقیمانده از برداشت محصول است. این گزینه نیازمند ترکیبی ساخته شده از ضایعات کشاورزی موسوم به فورفورال است. محققان برای خنثی کردن مواد شیمیایی خطرناک مورد نیاز برای تولید از یک ترکیب کم ضررتر موسوم به کربنات استفاده کردند.
با ترکیب کربنات با اسید فوریک، یک مشتق فورفورال و دی‌اکسیدکربن یک نمک مذاب شکل گرفت. تنها پس از پنج ساعت، 89 درصد از نمک مذاب به FDCA تبدیل شد. این ماده سپس با اتیلن گلیکول برای تولید PEF ترکیب شد.
این ماده به جز تحت کنترل درآوردن دی‌اکسید کربن، یک محصول پایدار به شمار می‌رود زیرا قابل بازیابی است. همچنین می‌توان PEF را پس از سوزاندن مجددا به دی‌اکسیدکربن تبدیل کرد تا مجددا توسط علف و سایر گیاهان برای تولید PEF بیشتر مصرف شود.
پلاستیک‌های امروزی معمولا از پلیمر پلی اتیلن ترفتالات یا همان پلی‌استر ساخته می‌شوند. حدود یک میلیون تن از این ماده هر سال در جهان برای استفاده در لوازم الکترونیکی، پوشاک، محصولات مراقبت شخصی و مخازن نوشیدنی قابل استفاده مجدد تولید می‌شود.
پلیستر به جز برخورداری از یک جزء حاصل از نفت تصفیه شده، همچنین منجر به انتشار سطوح قابل توجهی از دی‌اکسید کربن در جو می‌شود. به گفته محققان، هر یک تن پلیستر بیش از چهار تن دی‌اکسیدکربن تولید می‌کند. این گاز گلخانه‌ای با گرم شدن جهانی مرتبط است.
محققان برای این تحقیق که در مجله نیچر منتشر شده، به پلی‌اتیلن فوران‌دی کربوکسیلات(PEF) بجای پلیستر روی آوردند که از ۵،۲-فوران‌دی‌کربوکسیلیک اسید (FDCA) و اتیلن گلیکول ساخته شده است.
اگرچه PEF از ویژگیهای مطلوبی برخوردار است اما بطور گسترده مورد استفاده قرار نگرفته زیرا صنعت پلاستیک هنوز راه کم‌هزینه‌ای برای تولید کارآمد این ماده در مقیاس زیاد پیدا نکرده است.
روشی برای تولید PEF با استفاده از FDCA بدست آمده از شربت ذرت وجود دارد اما این روش با اقبال زیادی روبرو نشده زیرا پرورش محصولات به منابع زیادی نیاز داشته و همچنین با تولید مواد غذایی رقابت می‌کند.
خوشبختانه روش دیگری برای تولید FDCA وجود دارد که شامل استفاده از زیست‌توده خوراکی مانند علف یا ضایعات کشاورزی باقیمانده از برداشت محصول است. این گزینه نیازمند ترکیبی ساخته شده از ضایعات کشاورزی موسوم به فورفورال است. محققان برای خنثی کردن مواد شیمیایی خطرناک مورد نیاز برای تولید از یک ترکیب کم ضررتر موسوم به کربنات استفاده کردند.
با ترکیب کربنات با اسید فوریک، یک مشتق فورفورال و دی‌اکسیدکربن یک نمک مذاب شکل گرفت. تنها پس از پنج ساعت، 89 درصد از نمک مذاب به FDCA تبدیل شد. این ماده سپس با اتیلن گلیکول برای تولید PEF ترکیب شد.
این ماده به جز تحت کنترل درآوردن دی‌اکسید کربن، یک محصول پایدار به شمار می‌رود زیرا قابل بازیابی است. همچنین می‌توان PEF را پس از سوزاندن مجددا به دی‌اکسیدکربن تبدیل کرد تا مجددا توسط علف و سایر گیاهان برای تولید PEF بیشتر مصرف شود.
منبع: ایسنا
شما می توانید مطالب و تصاویر خود را به آدرس زیر ارسال فرمایید.
bultannews@gmail.com
