La pirolisi è una promettente tecnologia di riciclaggio che consente di utilizzare i rifiuti di plastica come valida alternativa ai combustibili fossili per la produzione di carburanti, prodotti chimici e materiali. Il processo non richiede acqua e prevede la decomposizione termica dei rifiuti di plastica in componenti più semplici. Attualmente, l'uso di catalizzatori, in particolare catalizzatori eterogenei, per la pirolisi ha mostrato il potenziale per aumentare la selettività verso prodotti mirati e migliorare l'efficienza del processo. I ricercatori hanno esplorato attivamente lo sviluppo e il miglioramento di catalizzatori eterogenei per la pirolisi plastica. Tuttavia, una comprensione dettagliata dell'interazione tra le proprietà del catalizzatore e il comportamento della pirolisi è ancora limitata, il che ostacola la progettazione razionale di catalizzatori efficienti.
In questo lavoro, è stata studiata l'interazione tra le proprietà del catalizzatore e i comportamenti di pirolisi durante la pirolisi catalitica dei rifiuti plastici di polietilene a bassa densità (LDPE) su catalizzatori gerarchici di zeolite metallica. La struttura gerarchica migliora le proprietà di trasferimento di massa e calore e la presenza di metallo facilita la scissione del legame delle molecole di LDPE. Le caratterizzazioni e le analisi dettagliate hanno rivelato l'evoluzione delle proprietà fisico-chimiche durante il processo di pirolisi catalitica, compreso il coking del catalizzatore e l'evoluzione dei siti attivi. I risultati forniscono informazioni sul meccanismo di disattivazione del catalizzatore, che può guidare la progettazione razionale di catalizzatori stabili ed efficienti per la pirolisi.
Il gruppo di ricerca ha analizzato il modo in cui la composizione del catalizzatore e le condizioni di reazione hanno influenzato i prodotti del processo di pirolisi. Hanno scoperto che utilizzando un catalizzatore contenente zinco e un tipo specifico di zeolite, si potevano produrre prodotti più preziosi, come benzene, toluene e xilene, comunemente utilizzati nella produzione di combustibili e altri prodotti chimici.
Questa ricerca potrebbe avere implicazioni significative per il riciclaggio dei rifiuti di plastica. Utilizzando la pirolisi per scomporre la plastica in molecole più piccole, è possibile recuperare risorse preziose e ridurre l’impatto ambientale dei rifiuti di plastica. I ricercatori intendono continuare il loro lavoro per sviluppare e ottimizzare il processo di pirolisi ed esplorare nuovi modi di utilizzare i prodotti della pirolisi per creare nuovi materiali e prodotti.
