塑料是用化石燃料制成的,人類每年有40%消耗的天然氣和石油約都用在了生產(chǎn)塑料聚合物上。聽上去可能不多,但仍然涉及到氣候變化和化石燃料開采的問題。污泥螺桿泵
那我們是否有替代方案呢?聚乳酸(PLA)等生物塑料如今是許多人重點關(guān)注的發(fā)展領(lǐng)域,比如用用玉米制成的塑料瓶、土豆制成的一次性餐具、用食物殘渣制成的垃圾袋等等,雖然聽上去像是個理想的解決方案,但事實遠沒有這么簡單。首先,生物塑料并沒有聽上去那么容易降解,一般需要經(jīng)過工業(yè)處理。不僅如此,生產(chǎn)生物塑料也需要耗費大量能量,加工原材料、收割農(nóng)作物等步驟排放的二氧化碳甚至比傳統(tǒng)塑料還要多。
研究人員最近考察了用各類材料生產(chǎn)塑料瓶產(chǎn)生的環(huán)境影響,包括用可回收聚酯和玉米等等,結(jié)果發(fā)現(xiàn),生物塑料的表現(xiàn)并不盡如人意。油泵
考慮到化肥費用、運輸和收割成本,以生物材料制成的塑料效益是最差的,而表現(xiàn)最好的反而是用原油生產(chǎn)的塑料。研究人員表示,這并不是他們希望看到的結(jié)果。
生產(chǎn)生物塑料所耗費的化肥和水還會對河流和河口造成污染,導致水體富營養(yǎng)化,此外,如果人們不慎將生物垃圾扔進了可回收垃圾中,這些物質(zhì)就會污染整個回收鏈,降低回收塑料的品質(zhì)。
所以從目前來看,生物塑料的表現(xiàn)還是比較令人失望的。
除了生物塑料之外,還有另一種替代方案:用二氧化碳制造塑料??茖W家在該領(lǐng)域已經(jīng)努力了十余年,如今終于看到了希望的曙光。
科學家指出,與其用化石燃料作為塑料的原材料,我們不如反其道而行之,通過一些化學技巧,用廢棄的二氧化碳來制造塑料,這將使整個石化行業(yè)發(fā)生革命性的變化。目前大多數(shù)二氧化碳都來自氫氣生產(chǎn),不過研究人員還在嘗試捕捉工業(yè)廢氣中的二氧化碳。這種做法不僅能減少化石燃料的使用量,還會對氣候變化產(chǎn)生影響,減少溫室氣體排放。轉(zhuǎn)子泵
要想用二氧化碳生產(chǎn)塑料,關(guān)鍵在于催化劑的設(shè)計,比如包含銅等金屬的化合物??茖W家發(fā)現(xiàn),有一種催化劑可以讓二氧化碳和環(huán)氧化物發(fā)生反應、生成一類名叫“聚醚聚碳酸酯多元醇”的物質(zhì),而這類物質(zhì)正是生產(chǎn)聚氨酯的基礎(chǔ),后者常用于制作床墊、靠墊和冰箱隔熱材料。
有朝一日,我們也許可以用“空氣”來生產(chǎn)塑料。有朝一日,我們也許可以用“空氣”來生產(chǎn)塑料。液下泵
英國公司Econic也在用二氧化碳生產(chǎn)聚氨酯,希望能在兩年內(nèi)推出涂料、泡沫塑料、彈性纖維和密封劑等產(chǎn)品。這些材料的品質(zhì)不僅能與傳統(tǒng)塑料相媲美,在某些方面甚至還優(yōu)于傳統(tǒng)塑料。
科學家甚至還有更大的“野心”:用二氧化碳生產(chǎn)乙烯。目前全世界生產(chǎn)的塑料約一半都是用乙烯制成的,因此乙烯是全球最重要的工業(yè)原材料之一。研究人員正在研制一種含有銅的催化劑,讓水和二氧化碳在通電狀態(tài)下生成乙烯。
也許還要再過20年,用二氧化碳制得的乙烯生產(chǎn)的聚乙烯塑料才能達到商業(yè)化規(guī)模,但再過三四十年,我們就無法再用化石燃料生產(chǎn)乙烯了,因此我們別無選擇、必須尋求其它方法。衛(wèi)生泵
英國科學家發(fā)明了一種方法,可以讓二氧化碳與木糖等糖類相結(jié)合、生成聚碳酸酯(可用于生產(chǎn)嬰兒奶瓶等可回收容器)。目前的聚碳酸酯生產(chǎn)工藝中一般會用到光氣(曾在一戰(zhàn)中作為化學武器的劇毒氣體)、以及一種名叫雙酚A的化學物質(zhì)。美國科學家也發(fā)明了一種新技術(shù),利用含有鎳和磷的電催化劑、使水和二氧化碳在電流作用下相結(jié)合,進而生成復雜的含碳分子,可用于生產(chǎn)藥物和塑料等產(chǎn)品。研究人員表示,這一過程的本質(zhì)相當于人工光合作用,并且可以比天然光合作用更高效。
傳統(tǒng)的塑料生產(chǎn)方法或許是當前常態(tài),但并不理想。用化石燃料生產(chǎn)單分子物質(zhì)既耗費能源、又污染環(huán)境,因為靠熱能驅(qū)動化學反應耗能大、速度慢、效率低,因此我們必須另尋出路,尋求更好的解決之道。
