Productie van adsorbenten uit plastic afval voor atmosferische waterwinning

Wetenschappers op het gebied van materiaalchemie aan de Universiteit van Wenen hebben een weg gevonden om plastic afval een tweede leven te geven. Met deze methode kunnen verschillende soorten plastic worden omgezet naar -netwerken die water uit de lucht trekken. Deze materialen kunnen water absorberen, zelfs in droge klimaten, en het weer vrijgeven met behulp van milde warmtebronnen zoals .De nieuwe studie biedt een weg om plastic afval een tweede leven te geven als adsorbens voor het verzamelen van water uit de lucht.

Afvalkunststof verpakkingsmaterialen kunnen worden omgezet in nuttige producten

Met deze methode kunnen afvalplastiek verpakkingsmaterialen, oude cd’s en zelfs LEGO-blokjes worden omgezet in materialen die aanzienlijke hoeveelheden vochtigheid uit de lucht opnemen. Bepaste plastics bestaan uit aromatische polymeren die in hun moleculaire structuur ringen vormen die uit zes koolstofatomen bestaan. Deze ringen bieden geschikte plekken om de polymere ketens aan elkaar te verbinden en zo een poreus netwerk met kleine interne holtes te creëren. Volgens de persmededeling voegt een daaropvolgend zwavelzuurproces sulfonzuurgroepen toe die water aantrekken, zelfs uit relatief droge lucht. Onderzoekers hebben met succes deze waterminnende moleculaire sponzen geproduceerd door uiteenlopende polystyreen-verpakkingsmaterialen, oude van polycarbonaat gemaakte cd’s en LEGO-blokjes gemaakt van acrylnitril-butadieen-styreen als uitgangsmateriaal te gebruiken. Volgens dezelfde mededeling hebben ze ook met succes een mengsel van geselecteerd afvalplastiek verwerkt; dit resultaat toont de veelzijdigheid van de methode tussen deze uitgangsmaterialen aan. De publicatie van de bevindingen in Chem Circularity opent een weg om diverse aromatische plasticafval om te zetten functionele materialen die atmosferische vochtigheid kunnen vasthouden. De mogelijkheid om een mengsel te verwerken biedt kansen om de scheidingsbehoeften in compatibele afvalstromen te verminderen. Voor de overgang van de methode naar de praktijk moeten variabele uitgangsmaterialen, herwinning van oplosmiddelen en reactieve stoffen, productiekosten en milieueffecten worden beoordeeld; evenals de integratie met apparatuur en de langetermijnduurzaamheid. Het aanpakken van deze vraagstukken zal bepalen in welke mate deze tweede leven voor plasticafval kan bijdragen aan circulair materiaalbeheer en watervoorziening.

Spons gemaakt van universeel polystyreen

Het team heeft aangetoond dat het sponsmateriaal, geproduceerd uit algemeen gebruikelijk polystyreen waar wegwerpeetgerei en cd-hoesjes van worden gemaakt, tot nearly 60% van zijn eigen gewat water kan adsorberen uit vochtige lucht en ongeveer 20% onder droge, woestijngelijke omstandigheden. Het water kan worden vrijgegeven en opgehaald met milde warmtebronnen zoals zonnelicht; het grootste deel van de adsorptie/desorptie vindt binnen een uur plaats. De sponzen gaan goed om met deze cyclus, wat betekent dat ze herhaaldelijk kunnen worden gebruikt voor waterproductie. Het team benadrukte dat het recente onderzoek een weg heeft geopend om diverse aromatische plasticafval, inclusief gemengde plastic grondstoffen, om te zetten naar effectieve materialen voor waterproductie uit de lucht. Studies naar de langetermijnprestaties en totale bronnenbehoeven van de sponzen lopen nog.”We demonstreren deze aanpak met aromatisch plasticafval afkomstig uit verpakkingen, compact discs en LEGO-blokjes. Hypercrosslinking en sulfonatie zetten deze startmaterialen om in polymerennetten die water kunnen vangen, waardoor bestaande polymeren een tweede levensduur krijgen zonder eerst tot monomeren te worden afgebroken,” zeiden de onderzoekers in het artikel.