植物废料加CO2，一种可替代PET的塑料诞生

PET，聚对苯二甲酸乙二酯，生活中极其常见且常用。举个例子，我们在超市买的矿泉水瓶子就是PET制品。除此，它还广泛应用于纤维、薄膜、工程塑料等领域，可以说是塑料届一大主力原料。然而庞大的PET需求造成大量温室气体CO2的产生（PET等塑料的源头为石油），环境保护者们为此诟病已久。

最近斯坦福大学一项成果表示，非食用植物废料与CO2可以合成出一种可再生塑料，或许未来能够取代以石油基PET塑料的替代品。

这种新的替代物名为PEF（polyethylene furandicarboxylate），与传统PET相比，它不产生温室气体CO2，相反，该材料的生产还可以消耗一部分发电产等其他场合排放出来的CO2。

斯坦福化学系助理教授Matthew Kanan表示，该团队的出发点就是希望用CO2生产的塑料来取代石油产品，减少生产过程中不可再生能源的使用率，从而达到降低碳足迹的目的。

其实， PEF塑料早已为人所知，只是由于其组成成分之一——FDCA（呋喃二甲酸）生产受限，在现有水平下，制造业难以大规模生产PEF塑料。早前，研究人员曾经尝试用玉米糖浆中的果糖来制取FDCA，但由于这种途径要满足高能耗、充足的水源以及土壤等需求，目前来说要实现仍然困扰重重。再者，果糖的生产过程中也包含大量的碳足迹，而且这种方式最终会归结到与食品生产的竞争。

由此Matthew Kanan教授表示，他们团队的研究方向，即从草或者农作物收割后的废料等这些非食用物质中制取FDCA的方法要比前者好的多。该团队在Nature上发表的一篇文章中提到，从糠醛（存在于农业废弃物和碳酸盐中的化合物，又名呋喃甲醛）中制取FDCA。

此项研究的主要作者Aanindeeta Banerjee是斯坦福大学研究生。他将碳酸盐、CO2以及糠酸（糠醛的衍生物）进行混合，后加热到200℃左右使其成熔盐状态，五个小时后89%的熔盐混合物会转换为FDCA。

由于糠醛曾被用来制取FDCE（呋喃系炸药），此过程需要昂贵还有毒的化学物质参与，且属于高耗能型，这一度使Kanan的研究备受挫折。相比之下，碳酸盐更为安全而经济，糠醛丰富易得，据粗略估计，每年能从农业废料中提取近40万吨糠醛用于树脂、溶剂以及其他相关产品。

PEF废料可以循环利用或者简单焚烧处理，CO2重新释放到大气，被农作物吸收，再次转化为糠醛。同时研究人员发现，在瓶封氧气方面，PEF性能要优于PET。

目前，每年PET产量约5000万吨，而每产一吨就意味着4吨甚至更多的CO2废气的排放量，这已然成为全球变暖的重犯。

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

本文由材料牛新锐作者苏苏撰写，编辑整理。