簡易環保新方法：將全球最頑固塑料轉化為有用化學品

研究人員開發出一種節能、簡易且環保的新方法，可將世界上最耐用的塑料之一 —— 聚四氟乙烯（俗稱"特氟龍"）回收轉化為有用的化學組分。

特氟龍以其卓越的化學和熱穩定性而備受重視，其主要應用領域為不粘鍋涂層。

然而，這種材料強大的耐受特性是一把雙刃劍，也使得其回收變得異常困難。

這項由紐卡斯爾大學和伯明翰大學研究人員合作完成的新研究表明，如今可以利用一種僅需金屬鈉和機械運動的清潔過程來分解特氟龍廢料。

有趣的是，這個簡易過程在室溫下即可進行，并且避免了使用有毒溶劑。

"全球每年生產數十萬噸特氟龍? —— 從潤滑劑到廚具涂層，它被用于各種產品。但目前，處理它的方法少之又少，"紐卡斯爾大學化學講師、該研究的通訊作者羅利·阿姆斯特朗博士解釋說。"目前這些產品壽命終結時，最終都會被填埋 —— 但我們的新工藝使得我們能夠提取其中的氟元素，并將其升級再造成有用的新材料。"

基于震蕩的方法

大約三分之一的新藥和許多先進材料中都使用氟元素。然而，這種關鍵元素通常來源于高能耗且造成污染的采礦過程。這項新的回收方法通過展示直接從特氟龍廢料中回收并再利用氟的可能性，改變了這一現狀。

當對PTFE（特氟龍）采用傳統處理方法（如焚燒）時，這種塑料會釋放出"永久性化學品"，這些物質可在環境中存留數十年。由于這些污染物的存在，現有的處置方法引發了環境和健康擔憂。

在這項新研究中，團隊轉向了機械化學 —— 一種利用機械能（如震蕩）而非高溫來驅動化學反應的綠色化學方法。

研究人員使用球磨機（一種密封的鋼制容器），將金屬鈉與特氟龍共同研磨，從而觸發室溫下的化學反應。該反應破壞了強韌的碳-氟鍵，生成無害的碳和氟化鈉（一種用于牙膏的穩定鹽類）。

此外，回收的氟化鈉無需提純即可直接用于制造藥物及其他精細化學品中有價值的含氟分子。

氟的循環經濟

伯明翰大學的團隊利用其專業技術 —— 固態核磁共振波譜，在原子水平上進一步研究了該反應混合物。

"這使我們能夠證明，該過程能生成純凈的氟化鈉，且沒有任何副產品。這是一個絕佳的例證，展示了最先進的材料表征技術如何能加速可持續發展的進程，"伯明翰大學副教授多米尼克·庫比基博士表示。

這一發現表明，特氟龍回收有望為氟元素創造一個循環經濟。

"我們的方法簡單、快速，并且使用廉價的材料，"伯明翰大學副教授呂二力（音譯）博士說。"我們希望這項工作能啟發更多關于再利用其他類型氟化廢料的研究，并有助于使重要含氟化合物的生產更具可持續性，"呂博士總結道。

該方法通過減少醫藥、電子和綠色能源領域中使用的氟化學品對環境的影響，有望降低污染。

該研究成果已發表于《美國化學會志》。

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