Производство адсорбентов из пластиковых отходов для атмосферного сбора воды

Ученые-материаловеды Венского университета нашли способ дать вторую жизнь пластиковому мусору. С помощью этого метода несколько различных типов пластика можно преобразовать в полимерные сетки, которые воду из воздуха. Эти материалы способны поглощать воду даже в сухом климате и высвобождать ее под действием мягких источников тепла, таких как свет.Новое исследование предлагает способ вторичного использования пластикового мусора в качестве адсорбента для сбора воды из воздуха.

Пластиковую упаковку из отходов можно перерабатывать в полезные продукты

Этот метод позволяет превращать пластиковые упаковочные материалы, старые CD-диски и даже детали LEGO в материалы, способные захватывать значительное количество влаги из воздуха. Некоторые пластики состоят из ароматических полимеров, молекулярная структура которых содержит кольца из шести атомов углерода. Эти кольца обеспечивают подходящие точки для связывания полимерных цепей между собой, формируя пористую сеть с небольшими внутренними пустотами. Согласно пресс-релизу, последующая обработка серной кислотой добавляет сульфоновые кислотные группы, которые притягивают воду даже из относительно сухого воздуха. Исследователи успешно произвели эти гидрофильные молекулярные губки, используя в качестве исходного сырья различные полистирольные упаковочные материалы, старые CD-диски из поликарбоната и детали LEGO из акрилонитрил-бутадиен-стирола. По тем же данным, они также успешно переработали выбранную смесь пластиковых отходов, что демонстрирует многофункциональность метода среди этих исходных материалов. Результаты, опубликованные в журнале Chem Circularity, открывают путь к превращению различных ароматических пластиковых отходов в функциональные материалы для захвата атмосферной влаги. Возможность переработки смеси предлагает шансы на снижение потребностей в сортировке в совместимых потоках отходов. Для вывода метода за пределы лаборатории необходимо оценить переменные исходные материалы, рекуперацию растворителя и реагентов, производственные затраты и воздействие на окружающую среду; кроме того, следует изучить интеграцию с устройствами и долгосрочную долговечность. Решение этих вопросов определит, в какой степени эта вторая жизнь пластиковых отходов сможет внести вклад в циклическое управление материалами и обеспечение водными ресурсами.

Губка, изготовленная из общего полистирола

Исследователи выяснили, что губка, изготовленная из общего полистирола, из которого производятся одноразовые вилки-ложки и чехлы для CD, способна адсорбировать воду в количестве, достигающем почти 60% от собственного веса при влажном воздухе и около 20% в сухих, похожих на пустыню условий. Вода может быть высвобождена и собрана с использованием мягких источников тепла, таких как солнечный свет; при этом большая часть процессов адсорбции и десорбции происходит в течение одного часа. Губки хорошо переносят этот цикл, то есть их можно использовать повторно для производства воды. Ученые подчеркнули, что последнее исследование показывает путь превращения различных ароматических пластиковых отходов, включая смешанные пластиковые сырьевые материалы, в эффективные материалы для получения воды из воздуха. Продолжаются работы по оценке долгосрочной производительности губок и общих потребностей в ресурсах.

«Мы демонстрируем этот подход с использованием ароматических пластиковых отходов, полученных из упаковки, компакт-дисков и деталей LEGO. Гиперсшитие и сульфирование превращают эти исходные материалы в полимерные сети для захвата воды; тем самым существующим полимерным материалам возвращается второй срок службы без их расщепления на мономеры», — сказали исследователи в статье.