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滬科研團隊“以廢攻廢” 讓廢棄塑料和二氧化碳“負負得正”

來源:中國合成樹脂網 2022-06-06 10:48:58

記者5日從上海交通大學獲悉,該校環境科學與工程學院趙一新教授研究團隊使用光伏技術、風電技術等產生的“綠電”,讓PET廢塑料回收利用“升級”,不僅產出了高附加值的工業化學品和燃料,還能實現溫室氣體二氧化碳(CO2)的資源化轉化。

6月5日是世界環境日,今年世界環境日的主題為“共建清潔美麗世界”。

近年來,趙一新教授研究團隊持續開展了綠電催化重整PET廢塑料聯產甲酸和氫氣的研究,使用光伏技術、風電技術,讓PET廢塑料回收利用“升級”。

PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)在生活中隨處可見,雖然使用方便,但大量“用后即棄”的PET廢塑料如果不能被合理、有效地回收,不僅會造成環境污染,也是對碳資源的一種浪費?;诠夥夹g、風電技術的“綠電”產能近年取得的飛速發展,2021年以來,趙一新教授團隊就率先開展了綠電催化重整PET廢塑料聯產甲酸和氫氣的研究。相應研究成果發表在國際學術期刊Journal of Physical Chemistry Letters。

“最初的研究中,我們用可再生‘綠電’催化技術,把PET轉化成了甲酸材料和氫氣,降低了傳統電解水制氫的能耗?!壁w一新說,團隊近期聯合北京大學馬丁教授對PET回收利用進行了“升級”,通過綠電催化氧化PET廢塑料與二氧化碳(CO2)還原反應,PET廢塑料可以只轉化為甲酸材料,不僅增加了甲酸的產出效率,也促進了溫室氣體CO2的資源化轉化。

電催化重整PET廢塑料和CO2聯產甲酸產物示意圖 上海交大供圖

據估算,利用“升級版”回收策略,每回收一噸PET廢塑料可以創造約557美元的經濟收益,表現出較高的商業化經濟價值。相關研究成果發表在催化領域TOP學術期刊ACS Catalysis,趙一新教授、王天富副教授、馬丁教授為共同通訊作者。

不過,趙一新也表示,“綠電”催化升級回收廢塑料的研究從實驗室走向產業化,還需要克服一系列理論和技術難題:“在回收過程中,需要使用一定的催化劑。低成本、高性能的催化劑能節約成本、降低能耗、增加有用材料的產出率,這類催化劑材料亟待開發和研究?!?/p>

此外,要實現大規模的產業化應用,工藝和設備的開發研制也是未來研究的重點和難點?!半m然面臨很多難題,但這種廢塑料轉化技術,為國家發展循環經濟和建設低碳型社會提供了一條有效的發展途徑,仍然具有廣闊的應用和發展前景?!壁w一新說。


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