预先分拣 混合塑料垃圾的时代可能很快就会结束。秘密武器是什么？一种由镍制成的廉价催化剂，它针对我们最难处理的聚合物之一。这些发现刊登在 9 月 2 日出版于《Nature Chemistry》杂志的一项研究中。
尽管全球付出了几十年的努力，回收塑料仍然说起来容易做起来难。令人沮丧的现实很大程度上归咎于一类称为聚烯烃的聚合物。人类每年生产约 2.2 亿吨聚烯烃基产品，其中大部分是一次性物品，如调味瓶、牛奶罐、塑料包装膜、垃圾袋和果汁盒。
“基本上，你冰箱里的几乎所有东西都是聚烯烃基的，”西北大学化学家、该研究的合著者 Yosi Kratish 在一份声明中说。
塑料通常 使用催化剂分解——这种化合物能够利用弱化学键来启动材料的分解，而这些材料否则需要数百甚至数千年才能降解。
我们每年 回收不到 10% 的聚烯烃产品，导致大量垃圾要么被送往垃圾填埋场，要么被送往工业熔炉。这是因为虽然其他塑料通常用催化剂分解，但聚烯烃则不然。这些有弹性的聚合物由于由异常坚固的碳-碳键连接的微小分子而抵抗降解。
Kratish 说：“聚烯烃没有任何薄弱环节。每一个键都非常牢固且在化学上不活泼。”
我们目前的解决方案与其说是“解决方案”，不如说是权宜之计。聚烯烃产品可以被粉碎、熔化并降级为低质量的塑料颗粒，但即使如此也有要注意的地方。仍然需要人工分离，即使是微量的食物残渣或非塑料材料也会损坏整批产品。同时，燃烧聚烯烃需要高达 1292 华氏度（约 700 摄氏度）的温度。
Kratish 说：“当然，一切都可以燃烧。”“如果你施加足够的能量，你可以将任何东西转化为二氧化碳和水。但我们想找到一种巧妙的方法，用最少的能量来获得最有价值的产品。”
一种可能的解决方案可能在于加氢解，这个过程是将氢气和催化剂结合起来，将聚烯烃塑料分解成实际有用的碳氢化合物。现有的加氢解方法也涉及高温和昂贵的贵金属催化剂，但 Kratish 的团队找到了一个变通方法。
与钯和铂等稀土金属不同，工程师们发现一种名为阳离子镍的合成替代品价格便宜、储量丰富且易于获取。其他镍基催化剂包含多个反应位点。阳离子镍的单一位点变体使其更能像精确的激光或锋利的刀一样工作。这种选择不是分解塑料的整个结构，而是以更低的温度和一半的氢气压力精确地针对那些有弹性的碳-碳键。这种新型催化剂非常稳定，可以处理像 PVC 这样含有大量污染物的著名塑料。
Kratish 说：“在回收混合物中添加 PVC 过去一直是被禁止的。但显然，它让我们的工艺变得更好。”“这太疯狂了。这绝对是任何人都没有想到的。”
如果这种新型催化剂被证明是可扩展且高效的，那么它将大大消除进行耗时塑料预分类的需要，同时还能显著减少每天释放到环境中的 微塑料量。
