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北大馬丁教授，重磅Nat. Chem. Eng.！
來源： 時間：2024-04-30 16:51:48 瀏覽：2484次

第一作者：Meng Wang、Yongjun Gao、Shaoyu Yuan、Jin Deng

通訊作者：馬丁教授

通訊單位：北京大學

DOI: 10.1038/s44286-024-00064-y.



研究背景



合成塑料具有低成本和耐久性的優點，但塑料廢物的廣泛生產和管理不足對自然環境構成了重大威脅。合成塑料很難自然降解，大部分塑料垃圾被焚燒或送到垃圾填埋場。除通過機械和化學回收聚合物及其單體外，塑料廢物還可以與化石燃料、生物質和CO2一起，用于生產各種化學品。科研人員積極開發新的化學回收方法，將塑料廢物轉化為有價值的化學物質或燃料，同時保持其碳含量。然而，現實生活中的塑料廢物是不同類型塑料的復雜混合物，對高效回收提出了關鍵挑戰。基于此，北京大學馬丁教授等人報告了一種熱催化方法，使用太陽光作為唯一的能源，結合地球上豐富的鎳基催化劑將日常產生的塑料廢物混合物轉化為甲烷和鹽酸鹽。



文章要點



1、作者提出了一種從塑料廢料中回收所有元素的方法，適用于含有聚烯烴、聚酯、聚氯乙烯等聚合物材料的塑料廢料混合物。在固定床反應器中，1.03 g塑料混合物，包括PE、PP、PS、PET和PVC，可在Ni/SiO2催化劑上轉化為1.08 g CH4（收率98%）和0.045 g HCl（收率91%）。PVC中Cl的中毒效應可通過溫度漸變加熱過程來減輕，通過晝夜日照循環來實現。

2、作者進一步表明，Ni催化劑的選擇和晝夜陽光循環驅動的溫度梯度加熱通過在340 °C左右從催化劑中早期產生/釋放HCl來保護催化劑免受Cl中毒，防止了Ni催化劑的聚集，并在高溫（430 °C）下保持了后續甲烷化步驟的反應活性，從而實現了含PVC的混合廢物的順利轉化。本研究為利用太陽能等可再生能源回收現實生活中的塑料廢物確定了一個方向。



圖文展示



圖1.陽光驅動催化塑料廢物完全氫解系統的說明

圖2.塑料和乙烷氫解的催化性能

圖3.太陽光驅動、程序控溫和恒溫過程對塑料的催化轉化

圖4.程序控溫下不同塑料催化氫解的質譜圖

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全部 3小時前 四川
文字是人類用符號記錄表達信息以傳之久遠的方式和工具。現代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產生書面文字，很多小語種，有語言但沒有文字。文字的不同體現了國家和民族的書面表達的方式和思維不同。文字使人類進入有歷史記錄的文明社會。
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