植物廢料加CO2，一種可替代PET的塑料誕生

PET，聚對苯二甲酸乙二酯，生活中極其常見且常用。舉個例子，我們在超市買的礦泉水瓶子就是PET制品。除此，它還廣泛應用于纖維、薄膜、工程塑料等領域，可以說是塑料屆一大主力原料。然而龐大的PET需求造成大量溫室氣體CO2的產生（PET等塑料的源頭為石油），環境保護者們為此詬病已久。

最近斯坦福大學一項成果表示，非食用植物廢料與CO2可以合成出一種可再生塑料，或許未來能夠取代以石油基PET塑料的替代品。

這種新的替代物名為PEF（polyethylene furandicarboxylate），與傳統PET相比，它不產生溫室氣體CO2，相反，該材料的生產還可以消耗一部分發電產等其他場合排放出來的CO2。

斯坦福化學系助理教授Matthew Kanan表示，該團隊的出發點就是希望用CO2生產的塑料來取代石油產品，減少生產過程中不可再生能源的使用率，從而達到降低碳足跡的目的。

其實， PEF塑料早已為人所知，只是由于其組成成分之一——FDCA（呋喃二甲酸）生產受限，在現有水平下，制造業難以大規模生產PEF塑料。早前，研究人員曾經嘗試用玉米糖漿中的果糖來制取FDCA，但由于這種途徑要滿足高能耗、充足的水源以及土壤等需求，目前來說要實現仍然困擾重重。再者，果糖的生產過程中也包含大量的碳足跡，而且這種方式最終會歸結到與食品生產的競爭。

由此Matthew Kanan教授表示，他們團隊的研究方向，即從草或者農作物收割后的廢料等這些非食用物質中制取FDCA的方法要比前者好的多。該團隊在Nature上發表的一篇文章中提到，從糠醛（存在于農業廢棄物和碳酸鹽中的化合物，又名呋喃甲醛）中制取FDCA。

此項研究的主要作者Aanindeeta Banerjee是斯坦福大學研究生。他將碳酸鹽、CO2以及糠酸（糠醛的衍生物）進行混合，后加熱到200℃左右使其成熔鹽狀態，五個小時后89%的熔鹽混合物會轉換為FDCA。

由于糠醛曾被用來制取FDCE（呋喃系炸藥），此過程需要昂貴還有毒的化學物質參與，且屬于高耗能型，這一度使Kanan的研究備受挫折。相比之下，碳酸鹽更為安全而經濟，糠醛豐富易得，據粗略估計，每年能從農業廢料中提取近40萬噸糠醛用于樹脂、溶劑以及其他相關產品。

PEF廢料可以循環利用或者簡單焚燒處理，CO2重新釋放到大氣，被農作物吸收，再次轉化為糠醛。同時研究人員發現，在瓶封氧氣方面，PEF性能要優于PET。

目前，每年PET產量約5000萬噸，而每產一噸就意味著4噸甚至更多的CO2廢氣的排放量，這已然成為全球變暖的重犯。

參考原文：Inedible plant waste and CO2 could replace PET in plastics

本文由材料牛新銳作者蘇蘇撰寫，編輯整理。