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来自研究机构

从回收到升级回收:一种更聪明的处理塑料的方法

日期:
2021年9月29日
来源:
皇家墨尔本理工大学
简介:
研究人员已经开发出一种清洁、经济的方法来升级回收废旧塑料,将其转化为有价值的纳米材料和高质量的燃料。
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完整的故事

研究人员已经开发出一种清洁、经济的方法来升级回收废旧塑料,将其转化为有价值的纳米材料和高质量的燃料。

要点

  • 新技术从废旧塑料中生产碳纳米管和清洁液体燃料
  • 同时升级回收塑料和农业废弃物的智能解决方案
  • 循环经济方法帮助将两大废物流转化为真正的收入

全球只有大约20%的废塑料被回收利用。提高这一数字仍然是一项挑战,因为清洁回收塑料的成本很高,而且通常会生产低价值的产品,这往往使其在经济上不可行。

澳大利亚墨尔本皇家墨尔本理工大学(RMIT University)的研究人员采用这种新方法,可以从塑料中生产出高价值的产品——碳纳米管和清洁液体燃料——同时对农业和有机废物进行升级回收。

该团队的两步流程,在环境管理杂志该公司将有机废物转化为富含碳和高价值的木炭,然后将其用作催化剂,对塑料进行升级回收。

首席研究员卡尔皮特·沙阿副教授表示,通过一种循环经济方法对两大废物流进行升级利用,可以带来巨大的经济和环境效益。

Shah说:“我们的方法清洁、经济、容易扩展。”

“这是一个聪明的解决方案,既可以转化用过的塑料废物,也可以转化有机废物——无论是来自农场的数吨生物质,还是来自家庭绿色垃圾箱的食物垃圾和花园剪枝。”

“我们希望这项技术未来可以被地方议会和市政府使用,帮助将这些废物转化为真正的收入来源。”

高价值的纳米材料

新的塑料升级回收方法为碳纳米管(CNTs)的生产提供了一种可持续的替代方案。

这些中空的圆柱形结构具有卓越的电子和机械性能,应用于广泛的领域,包括储氢、复合材料、电子、燃料电池和生物医学技术。

碳纳米管的需求在不断增长,特别是在航空航天和国防领域,它们可以促进轻量化部件的设计。到2027年,碳纳米管的全球市场预计将达到58亿美元。

变旧为新

这种新方法首先将农业或有机废物转化为生物炭——一种富含碳的木炭形式,通常用于改善土壤健康。

生物炭用于消除有毒污染物,如多环芳烃(PAHs),因为废塑料被分解成天然气和石油的成分。

该过程消除了这些污染物,并将塑料转化为高质量的液体燃料。

与此同时,塑料中的碳被转化为碳纳米管,碳纳米管覆盖在生物炭上。

这些纳米管可以剥皮用于各种工业,或者纳米增强生物炭可以直接用于环境修复和促进农业土壤。

这项研究首次使用低成本和广泛可用的生物炭作为催化剂,从塑料中制造无污染燃料和碳纳米材料。

RMIT澳大利亚生物固体资源转化ARC培训中心副主任(学术)Shah说,虽然这项研究只调查了一种塑料,但这种方法适用于一系列塑料类型。

他说:“我们专注于聚丙烯,因为它在包装行业被广泛使用。”

“虽然我们需要做进一步的研究来测试不同的塑料,因为生产的燃料质量会有所不同,但我们开发的方法通常适用于任何聚合物的升级回收——所有塑料的基本成分。”

债务人反应堆

在实验室规模进行的实验研究也可以在RMIT开发并获得专利的新型超高效反应器中复制。

该反应器基于流化床技术,在传热和传质方面有显著改善,降低了总体资本和运营成本。

升级回收研究的下一步将包括详细的计算机建模,以优化方法,然后在反应堆中进行试点试验。

来自RMIT工程学院的团队热衷于与塑料和废物行业合作,进一步研究和调查升级回收方法的其他潜在应用。

这项研究得到了澳大利亚研究理事会DECRA奖学金的支持。

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故事来源:

材料所提供的皇家墨尔本理工大学.原文作者:Gosia Kaszubska。注:内容可能会根据风格和长度进行编辑。


期刊引用

  1. Kalpit Shah, Savankumar Patel, Pobitra Halder, Sazal Kundu, Mojtaba Hedayati Marzbali, Ibrahim Gbolahan Hakeem, Biplob Kumar Pramanik, Ken Chiang, Tejas Patel。以生物炭为催化剂将聚丙烯共聚物热解不可凝性气体转化为竹型碳纳米管和优质油环境管理杂志, 2022;301: 113791 doi:10.1016 / j.jenvman.2021.113791

引用此页

皇家墨尔本理工大学。“从回收到升级回收:一种更聪明的塑料处理方式。”《科学日报》。科学日报,2021年9月29日。< www.koonmotors.com/releases/2021/09/210929094218.htm >。
皇家墨尔本理工大学。(2021年9月29日)。从回收到升级回收:一种更聪明的处理塑料的方法。《科学日报》.2023年6月17日检索自www.koonmotors.com/releases/2021/09/210929094218.htm
皇家墨尔本理工大学。“从回收到升级回收:一种更聪明的塑料处理方式。”《科学日报》。www.koonmotors.com/releases/2021/09/210929094218.htm(2023年6月17日访问)。

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