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美大学研发降低塑料生产需能的新材料

2019-07-19 11:06:18来源:励志吧0次阅读

美大学研发降低塑料生产需能的新材料

科罗拉多大学波德分校的研究团队研发出一种由包含着银离子的分子制备得到的新材料,该材料可大幅降低分离乙烯过程中所需的能量。其中银离子可像“手”一样识别并抓取乙烷,外层分子则保护银离子不受污染物影响。这种新材料在降低塑料生产过程中的能量消耗上极具前景。

科罗拉多大学波德分校目前研发出一种可大幅降低塑料生产的能量消耗的新技术。新技术适用范围很广,从杂货袋、保鲜膜到防弹衣和仿生髋骨等多种塑料制品。

每年全球大约要生产8千万吨(注:公吨就是吨)的聚乙烯,因此聚乙烯是应用最为广泛的塑料。聚乙烯的结构单元为乙烯,乙烯在使用前必须从与其十分相似的化合物——乙烷中分离出来。

由于乙烯和乙烷结构十分相似,故提纯过程十分复杂且高成本。目前为止,能量密集型的蒸馏提纯方法应用最为典型。

在《德国应用化学》中发表的一项新研究中,科罗拉多大学波德分校的研究团队阐述了一种由包含银离子的分子制备出的新材料,该材料可大幅降低分离乙烯过程中所需的能量。

“银离子可看作像‘手’一样在工作”,科罗拉多大学波德分校的博士后研究员MatthewCowan提到,“这只‘手’可以识别乙烯和乙烷,并将乙烯从混合物中‘抓’出来。当乙烯被全部抓取住,乙烷被移除同时‘手’将乙烯释放”。

这种新材料在分离乙烯过程中的分离能力是传统材料的13倍,且其相对传统提纯技术需要的能量更少。仅在美国,目前生产乙烯一年所需的电能即不低于4.6千万兆瓦时,这相当于7个常规核电站生产的能量。

虽然该技术极具节能潜力,但若要获得商业应用价值,银离子对污染物的敏感问题应当被重视。因为乙烯乙烷的混合气是石油精炼过程的副产品,其中很可能含有使银离子“手”失灵的杂质。但是现在研究者们寄希望于用分子将银离子包裹起来从而可保护其不受污染。

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