密歇根州立大學包裝學院副教授穆罕默德-拉布納瓦茲（Muhammad Rabnawaz）最近剛剛成為美國國家發明家學會（National Academy of Inventors）成員。他的團隊在《先進可持續系統》雜誌上發表的最新論文就體現了這一理念。

研究人員已經證明，食鹽可以成為回收塑料（尤其是在熱解過程中）的一種高效且經濟的催化劑。這種簡單的解決方案可以大幅降低成本，提高塑料回收利用的效率，甚至優於目前使用的價格昂貴得多的催化劑。

拉布納瓦茲和他的同事們發現，氯化鈉–食鹽–可以勝過目前正在探索的、有助於回收塑料的昂貴得多的材料。

“這真是令人興奮，”拉布納瓦茲說。”我們需要簡單、低成本的解決方案來解決塑料回收這樣的大問題。”

儘管塑料在歷史上一直被宣傳為可回收材料，但現實情況是，美國近90% 的塑料垃圾最終被填埋、焚燒或污染環境。塑料變得如此一次性的原因之一是，從回收利用中回收的材料沒有價值到需要花費金錢和資源來獲取它們。

根據研究小組的預測，食鹽可以扭轉經濟形勢，大幅降低熱解回收過程的成本。儘管拉布納瓦茲預計食鹽會產生影響，因為它的導熱性能很好，但他還是對食鹽的效果感到驚訝。他相信，他的團隊才剛剛開始挖掘鹽的潛力。這項工作已經得到了工業界大人物的關注。事實上，這項研究得到了包裝消費品公司Conagra Brands 的部分支持。美國農業部和MSU AgBioResearch 也為這項工作提供了資助。

物有所值的催化劑

熱解是一種將塑料分解成更簡單的碳基化合物混合物的過程，這種混合物有三種形式：氣體、液態油和固態蠟。

拉布納瓦茲說，蠟成分通常是不受歡迎的，但在目前的熱解方法中，按重量計算，它可能占到產品的一半以上。即使在使用催化劑的情況下也是如此，雖然催化劑很有用，但在管理廢塑料的過程中，催化劑往往有毒或過於昂貴。

例如，鉑具有非常誘人的催化特性，因此被用於催化轉換器，以減少汽車的有害氣體排放。但它的價格也非常昂貴，這也是盜賊偷竊三元催化轉換器的原因。

拉布納瓦茲說，雖然匪徒不太可能從悶熱的熱解反應器中搶走鉑基材料，但試圖用這些催化劑回收塑料仍需要巨額投資–數百萬甚至數億美元。而目前催化劑的效率還不足以證明這筆費用的合理性。

在早期的研究中，拉布納瓦茲和他的團隊發現氧化銅和食鹽可以作為催化劑分解一種叫做聚苯乙烯的塑料。現在，他們已經證明僅用食鹽就能消除聚烯烴熱解過程中產生的蠟副產品–聚烯烴是佔塑料垃圾60% 的聚合物。

與拉布納瓦茲一起參與這個項目的還有農業與自然資源學院副教授克里斯托弗-薩夫隆（Christopher Saffron）、訪問學者穆罕默德-謝克（Mohamed Shaker）和MSU 博士生維卡什-庫馬爾（ Vikash Kumar）。

當使用食鹽作為催化劑熱解聚烯烴時，研究小組生產出的大部分是液態油，其中含有與柴油燃料中類似的碳氫化合物分子。研究人員表示，鹽催化劑的另一個好處是可以重複使用。只需用水清洗獲得的油，就可以回收鹽。

研究人員還表明，食鹽有助於熱解金屬化塑料薄膜，這種薄膜常用於食品包裝，如薯片包裝袋，目前還沒有回收利用。

雖然純食鹽的性能沒有超過研究小組也用金屬化薄膜測試過的鉑-氧化鋁催化劑，但結果相似，而且食鹽的成本只是後者的一小部分。

不過研究人員強調說，金屬化薄膜雖然有用，但本質上存在問題。他憧憬著一個不再需要這種薄膜的世界，這就是為什麼他的團隊也在努力用更可持續的材料來取代它們。

該團隊還將繼續努力推進其熱解項目。例如，該團隊尚未完全確定食鹽熱解氣體產物的特性。拉布納瓦茲相信，團隊可以改進這種方法，使液體產品中含有比作為燃料燃燒更有價值的化學物質。

儘管如此，該團隊的新食鹽戰術的早期回報還是令人鼓舞的。根據一項快速、初步的經濟分析，該團隊估計一個商業熱解反應器只需添加食鹽，其利潤就能增加兩倍。