W prestiżowym czasopiśmie "Nature Sustainability" ukazał się artykuł, którego współautorkami są badaczki z Wydziału Chemii Uniwersytetu Jagiellońskiego: dr hab. Kinga Góra-Marek i dr Karolina Tarach. Publikacja pt. "Recovering waste plastics using shape-selective nano-scale reactors as catalysts" opisuje wyniki badań dotyczących katalitycznego przetwarzania odpadów polietylenowych w paliwo.
Materiały i przedmioty wykonane z plastiku są wszechobecne we współczesnym świecie. Każdego roku do oceanów trafia ponad 8 milionów ton plastikowych śmieci, a najpopularniejsze metody ich utylizacji, tj. spalanie i składowanie, zanieczyszczają powietrze, gleby i wody. Do recyklingu nadaje się aż 78% rocznej produkcji plastików (w krajach Unii Europejskiej to ok. 25 mln ton, 2015 r.). Stąd konwersja plastików w składniki paliwa lub inne użyteczne dla przemysłu niższe węglowodory może być najbardziej skutecznym sposobem recyklingu tych cennych zasobów węglowodorów.
W pracach badawczych, których rezultaty zaprezentowano w "Nature Sustainability" dowiedziono, że tworzywo polietylenowe może zostać łatwo przekształcone we frakcję węglowodorową typu benzyny z wykorzystaniem nanomateriału (AlSBA-15). Dotąd podobne wyniki można było uzyskać dzięki wieloetapowemu podejściu: produkcji gazu syntezowego z tworzyw sztucznych, a następnie jego transformacji w paliwa w procesie Fischera-Tropscha. Niewątpliwą zaletą proponowanego podejścia jest jego jednoetapowość, co podkreśla wartość tej znacznie prostszej metody. Zdefiniowana i jednorodna wielkość porów, oraz odpowiednio dostosowana charakterystyka kwasowa mezoporowatej struktury warunkuje efekt kszałtoselektywności w mezoporowatym materiale. Zjawisko to zostało odnotowane po raz pierwszy. Obecność centrów kwasowych o umiarkowanej mocy pozwala na kraking łańcucha polimeru w stopniu umożliwiającym tworzenie paliwa płynnego z wybitnie wysoką selektywnością do produktów z zakresu C5-C6. Z kolei właściwości teksturalne odpowiedzialne są za ułatwioną dyfuzję węglowodorów z frakcji benzynowej, zapobiegając ich ponownej adsorpcji i wtórnym reakcjom krakingu prowadzącym do niepożądanych produktów gazowych. Wyniki uzyskane przez nasze badaczki wskazują Al-SBA-15 jako potencjalnie atrakcyjny i selektywny nanokatalizator umożliwiający przywrócenie odpadowych tworzyw sztucznych ponownie do obiegu surowców przemysłu petrochemicznego w postaci produktów z frakcji benzyn.
Wiecej: Nature Sustainability 2019, 2, 39–42.
Dr hab. Kinga Góra-Marek oraz dr inż. Karolina Tarach pracują na Wydziale Chemii UJ w Zespole Katalizy i Fizykochemii Ciała Stałego w Grupie Chemii Zeolitów. W obrębie ich zainteresowań badawczych znajdują się tematy związane ze spektroskopową charakterystyką właściwości katalizatorów jak i procesów biegnących na powierzchni tych materiałów. Główny zakres badań poświęcony jest transformacji prostych i złożonych węglowodorów w paliwa. Dr hab. Kinga Góra-Marek jest autorem 90 prac naukowych w indeksowanych czasopismach z listy filadelfijskiej oraz obecnie kierownikiem dwóch projektów finansowanych przez Narodowe Centrum Nauki. Dr inż. Karolina Tarach jest autorem 40 prac naukowych oraz uczestniczy w realizacji trzech projektów badawczych.
