从回收到升级再造：处理塑料的更智能方式

研究人员已经开发出一种清洁且具有成本效益的方法来升级使用过的塑料，将其转化为有价值的纳米材料和优质燃料。

关键点

新技术用废塑料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物的智能解决方案

循环经济方法有助于将两大废物流转化为真正的收入

全球只有约 20% 的废塑料被回收利用。提高这一数字仍然是一个挑战，因为干净地回收塑料可能很昂贵，而且通常会生产价值较低的产品，这通常使其在财务上不可行。

来自澳大利亚墨尔本皇家墨尔本理工大学研究人员的新方法可以用塑料生产高价值产品——碳纳米管和清洁液体燃料——同时升级回收农业和有机废物。

该团队在《环境管理杂志》上披露的两步过程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来升级塑料。

首席研究员 Kalpit Shah 副教授表示，通过一种循环经济方法对两种大量废物流进行升级循环可以带来显着的财务和环境效益。

“我们的方法清洁、经济且易于扩展，”Shah 说。

“这是一种用于转化用过的塑料和有机废物的智能解决方案——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报。

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

高价值纳米材料

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

这些中空圆柱形结构具有出色的电子和机械性能，应用范围广泛，包括储氢、复合材料、电子、燃料电池和生物医学技术。

碳纳米管的需求不断增长，特别是在航空航天和国防领域，它们可以促进轻质零件的设计。预计到 2027 年，全球碳纳米管市场将达到 58 亿美元。

变旧为新

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，通常用于改善土壤健康。

生物炭用于消除有毒污染物 - 例如多环芳烃，称为 PAHs - 因为废塑料被分解成气体和油的成分。

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。

同时，塑料中的碳被转化为碳纳米管，覆盖在生物炭上。

这些纳米管可以剥落以供各种行业使用，或者纳米增强的生物炭可以直接用于环境修复和促进农业土壤。

该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的燃料和碳纳米材料。

RMIT 澳大利亚生物固体资源转化 ARC 培训中心副主任(学术)Shah 表示，虽然该研究仅调查了一种塑料，但该方法将适用于一系列塑料类型。

“我们专注于聚丙烯，因为它广泛用于包装行业，”他说。

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

超高效反应堆

在实验室规模进行的实验研究也可以在由 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，显着改善了传热和传质，从而降低了总体资本和运营成本。

升级循环研究的下一步将涉及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。

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

该研究得到了澳大利亚研究委员会 DECRA 奖学金的支持。