Прорыв в переработке тефлона: от вечных химикатов к ценному сырью

Политетрафторэтилен (ПТФЭ), более известный как тефлон, был представлен компанией DuPont в 1938 году. Этот химически инертный синтетический полимер стал основой для антипригарных покрытий, смазок для контейнеров с коррозионными материалами и медицинского оборудования, такого как катетеры. Однако тефлон принадлежит к семейству поли- и перфторалкильных веществ (ПФАС), связанных с многочисленными экологическими проблемами и рисками для здоровья населения.
Прорыв в переработке тефлона: от вечных химикатов к ценному сырью
Изображение носит иллюстративный характер

Главная опасность тефлона заключается в его утилизации. При сжигании он выделяет токсичные «вечные химикаты», способные сохраняться в окружающей среде на протяжении тысяч лет. Это делает безопасное разложение ПТФЭ одной из сложнейших задач в области переработки отходов.

Исследователи из Бирмингемского и Ньюкаслского университетов в Великобритании разработали простое, быстрое и недорогое решение этой проблемы. Их метод основан на механохимии — процессе, в котором химические реакции инициируются механической энергией, например измельчением, а не высокозатратным нагревом.

Процесс утилизации предельно прост: отходы тефлона вместе с фрагментами металлического натрия помещаются в герметичный стальной контейнер шаровой мельницы. Внутри мельницы смесь подвергается интенсивному измельчению.

Механическое воздействие физически разрывает чрезвычайно прочные углерод-фторные связи, которые обеспечивают тефлону его химическую инертность. После разрушения этих связей компоненты вступают в химическую реакцию друг с другом при комнатной температуре.

«Наш подход прост, быстр и использует недорогие материалы», — заявил соавтор исследования Эрли Лу. Этот метод не требует сложного оборудования или экстремальных условий, что делает его потенциально масштабируемым для промышленного применения.

В результате реакции образуются два конечных продукта: безвредный углерод и фторид натрия. Фторид натрия — это стабильная неорганическая соль, которая является ценным коммерческим продуктом.

Ключевым открытием стало то, что процесс создает «чистый фторид натрия без каких-либо побочных продуктов». Это означает, что полученное вещество не требует дополнительных этапов очистки и готово к немедленному использованию в производстве зубной пасты и для фторирования питьевой воды.

Помимо этого, полученный фторид натрия может служить сырьем для создания других фторсодержащих молекул, применяемых в фармацевтике и для разработки медицинских диагностических препаратов.

Для подтверждения чистоты и состава конечного продукта ученые использовали передовую твердотельную ядерно-магнитную резонансную (ЯМР) спектроскопию. Этот метод позволил проанализировать реакционную смесь на атомарном уровне и доказать, что в результате образуется исключительно чистый фторид натрия.

«Это прекрасный пример того, как современная характеризация материалов может ускорить прогресс на пути к устойчивому развитию», — отметил соавтор исследования Доминик Кубицкий.

Таким образом, предложенный метод является не просто нейтрализацией опасных отходов, а их апциклингом — превращением в ценный коммерческий продукт. Команда исследователей видит в этом подходе основу для «фторидной циркулярной экономики», где ценные соединения извлекаются из отходов, а не выбрасываются. Эрли Лу выразил надежду, что эта работа вдохновит на дальнейшие исследования по повторному использованию других видов фторированных отходов. Результаты исследования были опубликованы 22 октября в журнале Journal of the American Chemical Society.


Новое на сайте

20072Эффект красоты решает исход собеседования до первых слов 20069Как черта характера крадёт деньги на переговорах 20068Карточная игра против главной дисфункции команды 20067Какие три нарратива способны провести компанию сквозь любой кризис? 20066Фотосинтез в глазах мышей: возможно ли это без превращения в растение? 20065СПКЯ стало СПМЯ: почему переименование болезни, затрагивающей миллионы женщин, заняло так... 20064Почему великая пирамида Гизы пережила все землетрясения за 4500 лет 20063Генетика Homo erectus: что зубная эмаль рассказала о наших предках 20062Кости в бухте Эребус: что кости моряков Франклина рассказывают спустя полтора века 20061Крупнейший плавучий ветрогенератор в мире: Китай испытывает установку у берегов Шанхая 20060Карие глаза младенца стали индиго после лечения от COVID-19 20058Почему серебряная чаша с Афиной пролежала в немецком лесу две тысячи лет? 20057Дыра в атмосфере солнца: вспышка достигла пика и может зажечь полярное сияние 20056Динго возрастом 950 лет: кто и зачем кормил могилу животного сотни лет?
Ссылка