Quy trình mới có thể giảm chi phí sản xuất nhựa

Các nhà khoa học đã chế tạo được loại vật liệu lọc mới với khả năng giảm chi phí môi trường của hoạt động sản xuất nhựa bằng cách tách etylen tinh khiết ra khỏi etan.

Thông qua chiết xuất thành phần chính trong dạng phổ biến nhất của nhựa từ hỗn hợp hóa chất khác, nhóm nghiên cứu tin rằng quá trình này tiêu thụ ít năng lượng hơn so với các phương pháp khác. Nghiên cứu chế tạo khung kim loại-hữu cơ của Viện Nghiên cứu tiêu chuẩn và công nghệ quốc gia đã được công bố trên tạp chí Science.

Ngành công nghiệp nhựa và dầu khí sản sinh khoảng 170 triệu tấn etylen trên toàn thế giới mỗi năm từ hoạt động tách vật liệu ra khỏi hỗn hợp với etan trong quá trình lọc dầu. Trong nhiều năm qua, các nhà khoa học đã tìm kiếm một phương pháp thay thế cho quy trình hiện nay tiêu thụ nhiều năng lượng để làm mát dầu thô.

Các ngành công nghiệp muốn loại bỏ etylen, phân tử cần để polyetylen tạo ra túi đựng hàng và các loại túi thường ngày khác. "Rất khó làm điều đó", TS. Wei Zhou, nhà khoa học tại Trung tâm Nghiên cứu Neutron NIST nói. "Hầu hết khung kim loại-hữu cơ (MOF) đã được nghiên cứu để tách etylen mà không phải là etan. Một vài loại MOF trong số đó thậm chí đã được chứng minh đạt hiệu quả tách tuyệt vời bằng cách hấp thụ có chọn lọc etylen".

Theo các nhà khoa học, dưới kính hiển vi, khung kim loại - hữu cơ trông giống một tòa nhà chọc trời đang xây dở, bao gồm dầm và không có tường. Bề mặt dầm chứa các phân tử hydrocacbon nhất định, có khả năng bám chắc. Hỗn hợp hai hydrocacbon được đổ qua MOF, có thể tách một loại phân tử ra khỏi hỗn hợp và cho phép các hydrocarbon khác xuất hiện ở dạng tinh khiết.

Các nhà khoa học đã xây dựng hệ thống của họ tại trường Đại học Texas ở San Antonio và Đại học Công nghệ Thái Nguyên ở Trung Quốc.

Vào năm 2012, các nhà nghiên cứu khác tại NCNR đã phát hiện ra rằng một khung kim loại hữu cơ đặc biệt được gọi là MOF-74 đã tách nhiều loại hydrocacbon, bao gồm etylen.

"Một vấn đề lớn trong ngành hóa học là tìm cách phá vỡ liên kết chắc chắn giữa cacbon và hydro", GS. Banglin Chen, trưởng nhóm nghiên cứu cho biết. "Điều đó cho phép bạn tạo ra nhiều vật liệu mới có giá trị. Nghiên cứu trước đây đã chứng minh các hợp chất chứa sắt peroxit có thể phá vỡ liên kết đó".

Để phá vỡ liên kết trong phân tử hydrocacbon, đầu tiên, hợp chất sẽ phải thu hút phân tử. Bằng cách thay đổi thành của khung MOF-74 để chứa đựng một cấu trúc tương tự như hợp chất, phân tử được tách từ hỗn hợp là etan.

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng nhiễu xạ neutron để phát hiện một phần của bề mặt MOF thu hút etan và cho rằng cần cải tiến hơn nữa quy trình này.

N.P.D (NASATI), theo https://www.upi.com/Science_News/2018/10/26/New-process-could-reduce-cost-of-manufacturing-plastic/9871540555711/, 26/10/2018