Uma equipa internacional de especialistas que realiza investigação fundamental desenvolveu uma forma de utilizar resíduos de polietileno (PE) como matéria-prima e converteu-os em produtos químicos valiosos, através de fotocatálise conduzida pela luz.



O professor Shizhang Qiao da Universidade de Adelaide, presidente de Nanotecnologia e diretor do Centro de Materiais em Energia e Catálise da Escola de Engenharia Química, liderou a equipe que publicou suas descobertas na revista Science Advances .

"Reciclamos resíduos plásticos de polietileno em etileno e ácido propiônico com alta seletividade usando catalisadores metálicos dispersos atomicamente", disse o professor Qiao.

"Um método de fotocatálise à temperatura ambiente acoplada à oxidação foi usado para converter os resíduos em produtos valiosos com alta seletividade. Quase 99% do produto líquido é ácido propiônico, aliviando os problemas associados a produtos complexos que exigem separação. A energia solar renovável foi usados ​​em vez de processos industriais que consomem combustíveis fósseis e emitem gases de efeito estufa."

"Essa estratégia de valorização do lixo é implementada principalmente com quatro componentes, incluindo resíduos plásticos, água, luz solar e fotocatalisadores não tóxicos que aproveitam a energia solar e impulsionam a reação. Um fotocatalisador típico é o dióxido de titânio com átomos de paládio isolados em sua superfície. "

A maior parte dos plásticos utilizados hoje acaba sendo descartada e acumulada em aterros sanitários. PE é o plástico mais utilizado no mundo. Embalagens diárias de alimentos, sacolas de compras e frascos de reagentes são todos feitos de PE. É também a maior proporção de todos os resíduos plásticos e acaba principalmente em aterros sanitários, representando uma ameaça ao meio ambiente e à ecologia globais.

“Os resíduos plásticos são um recurso inexplorado que pode ser reciclado e processado em novos plásticos e outros produtos comerciais”, disse o professor Qiao.

"A reciclagem catalítica de resíduos de PE ainda está em desenvolvimento inicial e é praticamente um desafio devido à inércia química dos polímeros e às reações colaterais decorrentes das complexidades estruturais das moléculas reagentes."

A reciclagem química atual de resíduos de PE é realizada em altas temperaturas superiores a 400° centígrados que produzem composições de produtos complexas.

O etileno é uma importante matéria-prima química que pode ser posteriormente processada em uma variedade de produtos industriais e diários, enquanto o ácido propiônico também é muito procurado devido às suas propriedades anti-sépticas e antibacterianas.

O trabalho da equipa visa enfrentar os desafios ambientais e energéticos contemporâneos, contribuindo para uma economia circular. Será útil em futuras pesquisas científicas, gestão de resíduos e fabricação de produtos químicos.

“Nossa pesquisa fundamental fornece uma solução verde e sustentável para reduzir simultaneamente a poluição plástica e produzir produtos químicos valiosos a partir de resíduos para uma economia circular”, disse o professor Qiao.

"Isso inspirará o design racional de fotocatalisadores de alto desempenho para utilização de energia solar e beneficiará o desenvolvimento de tecnologia de reciclagem de resíduos movida a energia solar."

Mais informações: Shuai Zhang et al, Produção fotocatalítica de etileno e ácido propiônico a partir de resíduos plásticos por espécies de Pd atomicamente dispersas suportadas por titânio, Science Advances (2023). DOI:10.1126/sciadv.adk2407. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adk2407
Informações do diário: Avanços da ciência

Fornecido pela Universidade de Adelaide