Ingenieure der Washington State University WSU haben einen neuen Weg gefunden, alte Kunststoffe in verwendbare Jet-Fuel-Kohlenwasserstoffe zu recyceln. Die Forscher haben ein mikrowellenunterstütztes katalytisches Verfahren eingesetzt, bei dem das Kohlenstoffgerüst von Polymeren im Jet-Fuel-Bereich in Alkane zerlegt wird.
In einer Welt, in der die Abhängigkeit von Kraftstoff zunimmt und unsere Abfallproduktion zunimmt, ist eine effiziente Lösung, bei der Abfall in ein verwendbares Material umgewandelt werden kann, ein wertvolles Gut. Angesichts des bald steigenden Bedarfs an Düsentreibstoffen hat diese Forschung zugenommenbot einen potenziellen neuen Weg für die spezifische Alkanproduktion.
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Die Forscher verwendeten eine aktivierte Zeolith um die Reaktion zu katalysieren. Zeolithe sind Alumosilikat-Mikropo
rous Materialien. Zeolithe können sowohl natürlich als auch synthetisch vorkommen. Synthetische Zeolithe haben im Allgemeinen bessere Trenneigenschaften als ihre natürlichen Gegenstücke. Zeolithe sind ein fantastisches Material für die Materialtrennung, da die Poren mit einer definierten Größe und Ladung synthetisiert werden können. Die Porensind auch abstimmbar. Die Größe wird durch die Anzahl der Einheiten im Gitter um die Pore bestimmt. Die Ladung kann auch durch Ändern des Verhältnisses von Silizium zu Aluminium um die Pore eingestellt werden.
Zeolite Socony Mobile ZSM ist die am häufigsten hergestellte Klasse von synthetischem Zeolith. ZSM-5 ist heute der in der Industrie am häufigsten verwendete Zeolith. Die ZSM-5-Einheitszelle besteht aus acht fünfgliedrigen Ringen. Dies wird als Pentasil-Einheit bezeichnet. Jeder Pentasil-Ring besteht aus 10 Silizium- und Aluminiumatomen, die durch Sauerstoff verbrückt sindSpezies. Die Poren wirken als ideale Kanäle für die Trennung von verzweigten und unverzweigten Alkanen. In Kraftstoffen kann die Verzweigung die Oktanzahl senken, wodurch der Kraftstoff weniger effektiv wird. Die größenselektiven Poren filtern die verzweigten Alkane heraus, um reine brennstoffbereite Alkane zu hinterlassen.
Die Forscher haben ein zweistufiges Verfahren zur selektiven Isolierung des Kohlenwasserstoffprodukts entwickelt. Das erste Verfahren ist der katalytische Mikrowellenabbau. Polyethylenpellets niedriger Dichte wurden in einen Quarzkolben gegeben und in einen Mikrowellenofen überführt. Die Reaktion wurde bei 350 ° C durchgeführt20 Minuten bei ° C, bis das gesamte Polymermaterial verdampft war. Das verdampfte Polymergas wurde dann bei 375 ° C über einen Festbettreaktor geleitet, der ZSM-5 enthielt.
Die zweite Stufe verwendete einen Nickel-katalysierten Hydrierungsschritt, um die ungesättigten Kohlenwasserstoffe abzubauen. Die Kohlenwasserstoffe wurden mit n-Heptan gemischt und mit dem Katalysator bei 200 ° C in einen versiegelten Reaktor gegeben.
Die Forscher fanden heraus, dass unterschiedliche Massenverhältnisse von Katalysator zu Beschickung des Katalysators Kohlenwasserstoffe mit unterschiedlichen Kraftstoffqualitäten erzeugten. Ein Verhältnis von 0,1 ergab eine Ausbeute von 66,18%. Nach der zweiten Stufe waren die hergestellten Kraftstoffe JP-5, eine MarineEin Kraftstoffverhältnis von 0,2 ergab eine Masse von 56,32%. Dieses Verhältnis erzeugte RJ-5- und JP-10-Kraftstoffe, die Militärdüsentreibstoffe mit hoher Dichte sind.
Obwohl diese Methoden noch in den Kinderschuhen stecken, ist das Potenzial für eine Kommerzialisierung enorm. Die Forscher sind zuversichtlich, dass ihre Methode einen „neuartigen und praktikablen Weg für Raffinerien zur Herstellung verschiedener Typen von Düsentreibstoffen“ darstellen wird.
Abgesehen von der Kraftstoffproduktion sind alle neuen Methoden zur Beseitigung von Abfällen aus unserem Leben ein lohnendes Unterfangen.