利用植物由來塑膠轉換成肥料,可望有助於解決塑膠廢棄與糧食問題

 

刊登日期:2021/12/8
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東京工業大學與京都大學共同開發了一項將植物由來塑膠轉換成肥料之化學回收技術。據統計,70%以上的塑膠(高分子材料)最終以廢棄處理,且材料的回收利用低於15%,為了實現永續發展的社會,提高廢塑膠的回收率與效率有其必要。此次研究團隊的技術構想來自於聚碳酸酯(PC)與氨反應後轉換成化學肥料–尿素的應用,並計畫建立一個循環系統,利用氨分解塑膠產生的「尿素」做為肥料以促進植物生長。

具體而言,係以可再生生物單體「異山梨醇(Isosorbide)」合成「聚異山梨醇碳酸酯(Polyisosorbide Carbonate; PIC)」。原先認為「聚異山梨醇碳酸酯」與氨水反應後,高分子被切斷,所有的碳酸酯鍵都被切斷之後最終形成尿素,但實驗經過24小時後確認高分子量體消失。探詢分解條件後發現,在90℃的反應溫度條件下,氨濃度在碳酸酯鍵結的30倍時達到最大化。實驗結果證實,6小時可達成97.4%的異山梨醇單體回收率與69.4%的尿素回收率(一部分以二氧化碳釋出)。

研究團隊表示,此次的反應製程除了使用廉價的氨之外,不使用有機溶媒且僅須將水加熱,亦無需觸媒,因此是一項簡便且環境友善的分解製程。

此外,研究團隊也進一步利用取得的尿素以植物生物學與遺傳學領域中流行的模式生物–阿拉伯芥(Arabidopsis Thaliana)實施了植物栽培實驗,以僅有異山梨醇、僅有尿素,以及分解塑膠後取得之異山梨醇與尿素的混合物等3項條件進行成長比較,並確認分解異山梨醇取得之尿素可做為肥料發揮效用。再者,將市售尿素與異山梨醇以1:1混合而成的物質相比,利用聚異山梨醇碳酸酯(PIC)分解生成物的狀況下更能促進阿拉伯芥的成長。


資料來源: 化學工業日報 / 材料世界網編譯
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