研究小组发现,经过处理的塑料垃圾善于吸收碳
图片来源:莱斯大学Jeff Fitlow
美国研究人员发现了一种将塑料垃圾转化为碳捕获设备的技术。
莱斯大学研究人员开发的新化学技术提供了一种潜在的方法,将废弃塑料转化为有效的二氧化碳(CO2)吸附剂。莱斯大学实验室将其描述为“解决紧迫环境问题的双赢方案”。
莱斯大学化学家James Tour和莱斯大学校友Wala Algozeeb,研究生Paul Savas和博士后研究员哲元在杂志上报道ACS Nano在醋酸钾存在的情况下加热塑料垃圾会产生具有纳米级孔隙的颗粒,这些颗粒会捕获二氧化碳分子。他们报告说,这些颗粒可以从烟道气流中去除二氧化碳。
图尔解释说:“专家们可以将发电厂排气烟囱等二氧化碳排放源与这种废塑料制成的材料相匹配,以去除通常会充斥大气的大量二氧化碳。”“这是一个解决塑料垃圾问题的好方法,同时也解决了二氧化碳排放问题。”
他说,目前的塑料热解工艺被称为化学回收,可以产生油、气体和蜡,但碳的副产品几乎毫无用处。然而,在醋酸钾的存在下对塑料进行热解,会产生多孔颗粒,在室温下,这些颗粒能容纳高达自身重量18%的二氧化碳。
虽然典型的化学回收不适用于固定碳含量低的聚合物废物来产生二氧化碳吸附剂,包括聚丙烯和高、低密度聚乙烯,这些城市垃圾的主要成分,但研究人员说,这些塑料在用醋酸钾处理时,在捕获二氧化碳方面表现得特别好。
该实验室估计,从点源(如燃烧后的烟气)捕获二氧化碳的成本将为每吨21美元(每吨23美元)。这比通常用于从天然气原料中提取二氧化碳的能源密集型、基于胺的工艺要便宜得多,后者的成本为每吨80至160美元。
根据该团队的说法,工业上可以像重复使用胺基材料一样重复使用吸附剂。将其加热到约75°C会释放出孔隙中捕获的二氧化碳,再生约90%的材料结合位点。
由于它在75°C循环,聚氯乙烯容器取代了通常所需的昂贵的金属容器。研究人员指出,他们希望这种吸附剂比液体胺有更长的使用寿命,减少因腐蚀和污泥形成而导致的停机时间。
为了制造这种材料,他们将废塑料制成粉末,与醋酸钾混合,在600°C下加热45分钟,以优化孔隙,其中大多数孔隙约0.7纳米宽。高温导致毛孔变宽。研究人员说,这个过程还会产生一种蜡的副产品,工业上可以将其回收用于洗涤剂或润滑剂。
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