當前,除了二氧化碳排放造成的環境問題外,塑料污染也變得越來越嚴重。塑料在生產生活中應用廣泛,是重要的基礎材料。不規范生產、使用塑料制品和回收處置塑料廢棄物,會造成能源資源浪費和環境污染,加大資源環境壓力。
近日,萊斯大學實驗室新發現的化學技術,成功將廢塑料轉化為有效的二氧化碳吸附劑。這種技術在捕獲二氧化碳的同時,又處理了塑料,似乎是“一箭雙雕”。
研究人員解釋說,“在醋酸鉀存在的情況下,加熱塑料廢物會產生具有納米級孔隙的顆粒,從而得以捕獲二氧化碳分子。”
以前,一種被稱為“化學回收”的熱解塑料工藝會產生油、氣體和蠟,但碳副產品幾乎沒有用。然而,在醋酸鉀條件下,熱解塑料會產生多孔顆粒,在室溫下能夠容納高達自身重量18%的 二氧化碳 。
該實驗室估計,塑料從燃燒后煙氣等點源捕獲二氧化碳的成本為每噸21美元,遠低于通常用于從天然氣原料中提取二氧化碳的能源密集型、基于胺的工藝(每噸成本為80至160美元)。
與胺基材料一樣,吸附劑可以重復使用。將其加熱到約75攝氏度,會從孔隙中釋放出捕獲的二氧化碳,從而再生材料約90%的結合位點。
因為它在75攝氏度下循環,聚氯乙烯容器足以取代通常需要的昂貴金屬容器。研究人員指出,吸附劑的使用壽命預計比液態胺更長,從而減少了因腐蝕和油泥形成而導致的停機時間。
為了制造這種材料,可以將廢塑料變成粉末,與醋酸鉀混合并在600 C (1112 F) 下加熱45分鐘以優化孔隙。研究人員說,該過程還會產生一種蠟副產品,可以回收到洗滌劑或潤滑劑中。
該研究論文題為“Plastic Waste Product Captures Carbon Dioxide in Nanometer Pores”,已發表在ACS Nano上。
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