新華社東京7月10日電（記者 錢錚）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(bào)說(shuō)，該校研究人員在鈰的催化作用下，利用可見(jiàn)光照射含少量羧基的聚乙烯，成功實(shí)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(bào)說(shuō)，塑料廢棄物導(dǎo)致的環(huán)境污染日益成為嚴(yán)重的社會(huì)問(wèn)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(wèn)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(tuán)隊(duì)將少量羧基官能團(tuán)引入聚乙烯，然后針對(duì)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(zhǎng)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(zhǎng)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(rèn)，這一反應(yīng)不僅能在乙腈中進(jìn)行，在水中也能發(fā)生。
相關(guān)論文近日發(fā)表在《美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)雜志》上。公報(bào)說(shuō)，本項(xiàng)研究在較低溫度環(huán)境下實(shí)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(tuán)修飾的聚乙烯將來(lái)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。