近日美国斯坦福大学的一个研究小组创制一种方法，可以把二氧化碳以及农作物残留物等植物材料转化为塑料。斯坦福大学化学系助理教授马修·卡南说，这一项目“旨在以二氧化碳取代石油化工产品，作为制造塑料的原料。如果弃用(石油等)不可再生能源，塑料工业可以大大减少‘碳足迹’”。据专家介绍，现有众多塑料制品，包括纺织品、电子产品、饮料容器和个人护理用品的包装，均以聚对苯二甲酸乙二酯(PET)为材料，全球每年消耗量约5000万吨。这种材料的原料是对苯二甲酸和乙二醇，两者都是石油和天然气的衍生物。
卡南解释说，以化石燃料为来源，再加上生产过程需消耗能源，每生产1吨聚对苯二甲酸乙二酯，会释放超过4吨二氧化碳，增加地球大气中的温室气体含量。
a.传统方法合成FDCA；b.本文报道的新方法
在最新一期英国《自然》杂志登载的一篇论文中，卡南及其同事介绍说，研究小组的着力点是一定程度上可替代聚对苯二甲酸乙二酯（PET）的聚呋喃二甲酸乙二酯(PEF)，后者以一种名为2，5－呋喃二甲酸(FDCA)的化合物和乙二醇为原料。而2，5－呋喃二甲酸与对苯二甲酸不同，前者可以是生物材料的衍生物。
迄今，塑料工业之所以没有推广聚呋喃二甲酸乙二酯，原因是需要找到低成本大规模生产2，5－呋喃二甲酸的方法。一种现有方法是把玉米糖浆所含果糖转化为2，5－呋喃二甲酸，但这意味着占用更多土地种植玉米，并且消耗能源、化肥和水资源，最终会与食品生产形成竞争。
在卡南看来，“利用生物材料，譬如杂草和农作物收获以后的残留物，是更好的选择。”研究小组选择的实验材料是糠醛，主要来源是玉米芯等农作物的残留物。
在实验中，研究人员混合碳酸盐、二氧化碳和由糠醛衍生获得的糠酸，将它们加热至200摄氏度，呈现熔盐状态，如此持续5小时后，熔盐混合物总量的89%会转化为2，5－呋喃二甲酸。
卡南说，一旦获得2，5－呋喃二甲酸，再把它与乙二醇一起转化为聚呋喃二甲酸乙二酯，是其他研究人员先前成功验证的过程。尽管这一新方法有待工业化验证，其促使温室气体减排的数量有待测算，但卡南设想，塑料工业有望据此转向大量生产聚呋喃二甲酸乙二酯，生产过程所需的二氧化碳可以取自火力发电厂排放的废气。参考文献：Carbon dioxide utilization via carbonate-promoted C–H carboxylation， Nature，doi:10.1038/nature17185 （本文来源新华网，高分子科学前沿，仅供参考。）