化学工程系拉瓦尔魁北克大学,QC G1V 0A6加拿大摘要:塑料废物的管理是当今最紧急,最重要的全球问题之一。从历史上看,废物塑料主要被丢弃,机械回收或焚化以产生能源。然而,这些方法通常依赖于热过程,例如传统的热解,这些热解是能量密集型和不可持续的。在这个MinireView中,我们讨论了通过光催化,电解和微波辅助的热解过程对废物塑料化学升级的一些最新进展和未来趋势,这是对常规热反应的更友好的替代方法。我们通过利用替代能源来突出显示不同类型的塑料废物的转化如何产生增值产品,例如燃料(H 2和其他含碳的小分子),化学原料和新功能化的聚合物,这可以为更可持续和循环经济带来更大的可持续性和循环经济。
塑料废弃物的回收方法多种多样,但化学回收(将塑料废弃物分解成基本化学原料,然后用于制造新产品的过程)作为一种有助于解决资源问题和减少二氧化碳排放的技术,正受到关注。然而,目前的化学回收技术需要使用化石燃料的加热过程,这引发了与能源消耗和二氧化碳排放以及成本和安全问题相关的问题。在此背景下,微波化学有限公司于 2020 财年开始开展 NEDO 节能技术战略创新计划下的一个项目,以开发一种使用微波方法的新型塑料化学回收技术。微波方法使用与传统微波炉相同的技术,具有很高的能源效率,被认为对促进工业电气化工作很重要。微波技术可以将能量直接传递给塑料,将之前在热解过程中消耗的能量减少了约 50%。此外,使用电力产生的微波
由于其出色的物理,化学和电化学特性,热解碳已成为各种技术应用的有前途的材料[1]。热解碳可以通过在受控条件下在高温和惰性气氛中的受控条件下的聚合物碳前体进行热解。通过调整热解条件,碳原子的杂交以及衍生碳的物理化学特性可以量身定制。尽管一些研究人员试图以原子量规模研究石墨化过程,但全面的理解仍然难以捉摸。透射电子显微镜(TEM)非常适合研究纳米级热处理过程中聚合物薄膜的石墨化[2]。的确,TEM提供了原位分析能力的优势,这些功能可以揭示热解过程中热解碳的纳米结构。但是,聚合物薄膜样品的制备仍然是一个挑战。这项工作介绍了通过两光子聚合物化(2pp)3D打印技术的基于mems的TEM加热芯片(密集溶剂)上悬浮的聚合物薄膜结构的微结构[3]。我们还报告了原位研究的结果,用于追踪热解碳的石墨化。
INCE于1958年首次演示,碳 - 碳复合材料现在通常用于防御和航空应用中。 碳 - 碳复合材料是由碳纤维和基质相组成的热稳定复合材料。 这些材料被美国国防部归类为“关键技术”,用于弹道性诺塞术;火箭电动机;和重新进入材料,例如隔热罩和Aeroshells。 当前的碳 - 碳复合材料通常是通过聚合物浸润和热解过程创建的,并且散装密度较低,约为1.60 g/cc。 具有较高散装密度的碳 - 碳复合材料是可取的,因为该特性等于在其他领域的性能提高,包括更高的硬度,更高的导热率以及更大的机械侵蚀和耐磨性。 使用热等位压力浸入碳化(HIPIC)过程可以实现较高的大量密度约为1.95 g/cc。 但是,几十年前开发的过程旨在为洲际弹道导弹制造鼻孔,是危险的,非常昂贵且难以实施的。 材料研发公司Matech(加利福尼亚州韦斯特莱克村)最近开发了一种申请专利的技术,用于制造全新的超高密度(UHD)碳 - 碳复合材料。 这种开发扩展了Matech先前使用现场辅助烧结技术(FAST)的SIC/SIC和C/SIC陶瓷基质复合材料致密的工作。 1,2INCE于1958年首次演示,碳 - 碳复合材料现在通常用于防御和航空应用中。碳 - 碳复合材料是由碳纤维和基质相组成的热稳定复合材料。这些材料被美国国防部归类为“关键技术”,用于弹道性诺塞术;火箭电动机;和重新进入材料,例如隔热罩和Aeroshells。当前的碳 - 碳复合材料通常是通过聚合物浸润和热解过程创建的,并且散装密度较低,约为1.60 g/cc。具有较高散装密度的碳 - 碳复合材料是可取的,因为该特性等于在其他领域的性能提高,包括更高的硬度,更高的导热率以及更大的机械侵蚀和耐磨性。使用热等位压力浸入碳化(HIPIC)过程可以实现较高的大量密度约为1.95 g/cc。但是,几十年前开发的过程旨在为洲际弹道导弹制造鼻孔,是危险的,非常昂贵且难以实施的。材料研发公司Matech(加利福尼亚州韦斯特莱克村)最近开发了一种申请专利的技术,用于制造全新的超高密度(UHD)碳 - 碳复合材料。这种开发扩展了Matech先前使用现场辅助烧结技术(FAST)的SIC/SIC和C/SIC陶瓷基质复合材料致密的工作。1,2
这项研究的目的是使用傅立叶变换红外(FTIR)分析来自热解聚苯二甲酸酯(PET)的化学成分。在与两个冷凝器(24°C)相连的批处反应堆中,将pET颗粒在120至277.7°C之间的温度下进行105分钟。冷凝器设置为反应器的输出,并关闭所有系统。第一个冷凝器直接连接到反应器,而第二个冷凝器连接到第一个冷凝器。。在第一个冷凝器和第二个冷凝器中获得了具有独特气味的无色液体样品。残留物是黑色和坚固的。两个冷凝器样品都包含相似的基团,例如OH组,C-H组,C = O组和C-H组。产品中最优势的化合物是苯甲酸和水作为侧产物。这种热解过程通过将碳氢化合物链分解成短链来表明降解和氧化反应的发生。这会导致苯甲酸氧化以产生苯甲酸和水。这项研究通过了解热解后PET塑料中包含的化合物对PET塑料废物的管理产生了影响。最后,这项研究可能是解决可持续发展目标(SDG)中当前问题的问题解决者。
从废物塑料和轮胎中测定热解油中的烯烃对于优化热解过程至关重要,尤其是在圆形经济方面进一步先进的这些油。识别烯烃,即使使用GC×GC等高分辨率技术,也没有TOF-MS具有挑战性,这允许修改电离步骤。当前,确定塑料热解油中烯烃的唯一方法是GC-VUV,最近标准化为ASTM D8519。但是,对于许多从事塑料回收工作的研究团队来说,TOF-MS和VUV在条件中不起作用。本文引入了一种简单的方法,用于在AGNO 3 /SIO 2上选择性微尺度吸附,然后进行GC×GC-FID分析。烯烃在去除前后各个碳氢化合物群中的色谱区损失间接确定。仅需要50μl样品和15分钟的样品分离。我们的方法得到了广泛的验证,并可靠地确定了在轻度氢处理后,来自塑料和轮胎及其产品的多种热解油中的烯烃含量。对于所有通过热化学过程进行塑料回收利用的研究人员和工业公司来说,它负担得起,因为它不需要MS检测器。
摘要在这项工作中,我们回顾了基于氟化金属有机前体的化学溶液沉积(CSD)在使用化学溶液沉积(CSD)方面取得的最新进展,从而增强了超导reba 2 Cu 3 O 3 O 7(Rebco)膜和涂层导体(CCS)。首先,我们研究了基于新型低氟金属溶液的溶液制备,沉积和热解相关的步骤的进步。我们表明,可以使用一种新型的多功能胶体溶液(包括预制的纳米颗粒(NP))来引入人工钉中心(APC)。我们分析了如何在热解过程中解散发生的复杂物理化学转化,目的是最大化膜厚度。了解成核和生长机制对于使用自发隔离或胶体溶液方法进行微观结构的微观调整而言至关重要,并使工业可扩展此过程。高级纳米结构研究已深刻地改变了我们对缺陷结构及其家谱学的理解。这是高度浓度的随机分布和定向的BAMO 3(M = ZR,HF)NP所起的关键作用,从而增强了APC的浓度,例如堆叠断层和相关的部分脱位。将缺陷结构与临界电流密度j C(H,T,θ)相关联,可以在整个H -T相图中严格控制涡旋固定属性并设计涡流固定景观的一般方案。我们还指通过转移
未经处理的排放。从红泥中浸出有害物质会改变土壤和水的矿物质和微生物稳定性。4使用红泥作为化学合成中矿物质的来源可能会减少红泥积累的环境影响。红泥富含氧化铝,二氧化硅和铁矿物质,可以用作合成沸石,铝利酸盐和中孔材料的前体。5红泥已直接用作吸附剂6,并用作生产陶瓷的原材料,7种地球聚合物,8道路材料,9个铺一个铺在10,10涂层,11和催化剂。12由于其强大的碱性培养基,一些研究人员将红泥作为催化剂。li等。将红泥作为异质的芬顿催化剂利用。13 Hidayat等人。使用钙/红泥催化剂通过转移效应将废料油转化为生物柴油。14该催化剂是通过降低钙的金属盐溶液中的湿浸出的,以钙化为止。红泥中的高氧化铁含量被用作挥发性有机化合物的氧化15的氧化催化剂,并在水力碳热解过程中打破C - C和/或C - H键。16个热和化学物质在用于化学合成之前在红泥中分开杂质。在ZSM-5的合成中,用NaOH处理红色泥浆,以去除可能干扰沸石纯度的铁物种。17一些研究人员通过钙化处理红泥,以将红泥的结晶相变为无定形。18 HCl和H 2 SO 4用于减少
在SSA值和孔径A的激活中,大多数材料由于电导率较低而显示出未满足的特定电容。创建石墨碳,导致内部电阻较低是解决问题的可能方法。通常,常规的石墨化转化需要严格的条件,例如高温(> 1000 C)或高真空度,这不仅需要大量的能量输入,而且还会导致宿主的孔隙率降低。13,14然而,使用过渡金属(Fe,Co或Ni)在热解过程中用作催化剂,可以在低温下实现石墨化转化。15 - 17个金属有机框架(MOF)作为一种多孔的协调聚合物,是超级电容器和电池的有前途的材料。18 Pang等。研究了一系列的MOF复合材料作为优秀的电化学储能材料,例如[Ni(噻吩-2,5-二羧酸盐)(4,4 0-Bipyridine)] N MOF纳米晶体,19 CO 3 O 3 O 4 nanocube@co-mof。20在某些情况下,衍生物种也可以用作电活性物种,可用于制备具有高性能的SC。例如,Li等人。21由G-C 3 N 4和草酸铁作为电极制造的碳杂种,它提供了增强的假能体。在此过程中,草酸铁进一步还原为金属FE,然后再降低了碳化物反应。b -feooh@碳衍生的多壳fe 2 O 3微球在空气中可以在1 a g 1时提供高达630 f g 1的高容量。24Fe-based nanomaterials, such as encapsulated FeP nanoparticles with graphene, 22 nano Fe 7 C 3 with in situ grown CNT on N doped hollow carbon cube, 23 N-doped carbon nanotubes gra ed onto MOF-derived carbon nano- materials (Fe-NCNT) were proved to display e ffi cient electro- chemical performance.
前提是针对绿色技术领域的国际合作的整体科学项目的缩写。由来自奥地利,韩国和土耳其的合作伙伴组成的项目财团提出了一种方法,即在利用生物量作为能量利用的原料中隔离碳,因此可以实现负碳平衡。整体系统方法可确保对各个生物炭系统步骤的潜在和可持续性的详细考虑。在一个国家 /地区,缺少有关生物质潜力的深刻信息,必须将当地条件视为森林代表具有多种环境服务的生态系统。我们使用三步级联方法共同研究减轻气候变化的潜力,同时维持生物量的产量。在第一步中,将评估生物量潜力,同时最大程度地降低对生物量生产的森林站点的其他生态系统服务的影响。在第二步中,鉴于原料,热解条件以及相关能量和生物炭产量的不同质量,研究了热解过程。我们的级联方法的第三步重点是将生物炭作为土壤修正案的应用,在改善土壤特性的同时,将碳储存为长期周期。针对奥地利,韩国和土耳其的国家报告将被公布,以作为进一步研究和政策制定的基础,最终报告将重点关注综合效应以及跨国协作的好处。当前的第三次研讨会标志着前端研讨会计划的最终里程碑。在奥地利北部建立了实验地块,以测试托管Picea Abies主导的林地的生物炭修订的影响。根据国际标准对使用的生物炭(源自所谓的Pyreg-process)和相关的原料材料(PICEA ABIES木屑)进行了表征。演讲将介绍该项目的目标和里程碑以及过去的活动。此外,将提出和讨论来自维也纳第一个前提研讨会的实验图现场尺度实验和主要结论的初步结果。