工程技术
2021年9月17日

关闭环路 :循环塑料回收

当今两个最重要的环境问题是CO2排出物和塑料污染韩国大学化学生物工程系研究教授博士和天津大学学院机械工程副教授徐登博士建议用一个问题解决另一个问题。回收废塑料瓶到能吸引CO的材料2并减少CO2大点源排入大气显示其方法为碳负值消除更多CO2超出生成运行拟议系统所需

过去几年中塑料污染已成为家用词从回收塑料项目到微塑料项目到太平洋和其他地方塑料废物岛,我们都意识到这种威胁环境问题另一常见关注点是温室气体排放上升,特别是二氧化碳和CO2产生所谓的“全球变暖”或“气候变化”。这些问题吸引研究界的注意力,并侧重于观察和解决塑料污染和过量CO2产生可持续废物管理建议尽管在实现这一目标方面取得了总体进展,但仍有一些挫折,最近的一次是COVID-19大流行

虽然人们可以声称在家工作、隔离和服从锁定规则,但有可能减少释放CO2进入大气层时,塑料污染情况并非如此:完全相反。塑料垃圾生产大幅增加,手套、面罩、单用塑料尽量减少污染,只是长链中新添加类别中造成塑料污染的少数例子此外,不仅生产和运输对CO2层次上所有活动都有碳足迹-释放一定量CO2循环中的每一阶段这一点也适用于塑料生产,使塑料废物成为CO两个问题2排出和污染问题:“双重问题”,如果你愿意的话

Larina Marina/Stepterstock.com

可持续废物管理
几类塑料中造成塑料污染的主导者为PET:聚乙烯terephthalatePET类型塑料水瓶、存储罐和防护性包装材料组成光水瓶量度显示 全世界约90%的水瓶 被丢弃到垃圾填埋场或大海已经做出全球努力并进行大量研究,以减少年度废弃塑料量,加速PET退化(目前大约需要450年时间),从更可持续的源头生产各类塑料所有这些努力都显示了一些潜力,但不幸的是不足以给人带来完全可持续管理塑料垃圾的希望。类似地,有大量研究专用于CO2捕获存储并减少CO2产品生命周期中的排放这一领域的努力也大有希望,但我们尚未完全实现。

新的可持续废物管理方法显示产生闭合碳和塑料循环的巨大潜力

韩国大学化学生物工程系研究教授博士和中国天津大学机械工程副教授徐登博士提出了一个新的可持续废物管理方法建议,该方法通过创建闭合碳和塑料循环展示解决这两个问题的巨大潜力。迄今的研究工作主要集中于污染问题和CO2单排出法使用一个问题解决另一个问题,使用塑料污染增强CO2由工程塑料瓶存储捕获CO2.

PET塑料污染增强CO 2工程塑料瓶存储

闭合碳和塑料循环
元和登详细探索用废PET生产可捕捉CO的活性碳2.引导这一创新方法的主要思想是把塑料垃圾化为`海绵'以吸附并减少CO2包括电厂和水泥厂在内的行业排放物帮助安全存储转移瓶海绵可捕捉等于或高于生产期间释放量的CO2, 并产生闭合碳和塑料循环

创建活性碳-或CO2adsorbing'sponge'-从PET瓶听似牵强不仅有可能,而且还能事后更好地处置塑料瓶,因为从塑料瓶中提取的活性碳接近原材料此外,它可进一步使用为`海绵'开垦受污染土壤最终使用活性碳可用于土壤整治,有或无生物机这表明活性碳最终固定在土壤中因此,对固碳和土壤健康很重要,从生命周期角度看没有产生固态废物

终端活性碳可用于土壤整治.gunte4leasure/shutterstock.com

元和邓在前期出版作品中显示,从PET瓶中创建这种富碳多孔结构,先令瓶高温生成材料是一种活性碳,这意味着它有吸附属性,原因是在其他元素烧毁后原结构上产生的空格实际意义是,这种材料可以吸入分子小于塑料可用孔或空格的气体高管2中位分子元和邓进一步加强PET衍生活性碳吸引和保留CO2通过介绍微博和功能类可像胶水状2原位-即它吸附能力理解吸附更好点 想象食肉植物吸引昆虫花粉昆虫进厂后 工厂关闭以我们为例 塑料海绵即植物 引入微粒和功能组即花粉 昆虫即CO2分子学有一次CO2离微粒子和函数群足够近(爬入海绵孔中),通过范德华交互作用吸引并受困(爬入海绵)通过这一过程使用的材料取决于这些步骤相继发生还是同时发生,即选择生成CO的实体的引入属性2并用温度擦干最终产品研究者测试所有这些材料以确定创建塑料海绵的最佳方法

努力闭合碳和塑料循环支持实现数项联合国可持续发展目标

转向低碳技术
元和邓除实验级工作外,还全生命周期评估拟流程,从生产到废物的每一步收集信息;或从生产到回收信息,通过检测碳捕捉潜力到废物作者将研究结果与其他类似周期和程序信息进行比较,信息或来自自己的研究或来自世界范围其他集团,以便改进最佳用能和水方法,并有可能减缓全球变暖关键点是邓博士先前关于可再生能源和如何整合以协助CO能源需求2捕捉研究者使用数位敏感度分析模型证明,拟用法将塑料废物转换成CO2adsorbent为碳负值表示更多CO2被人工塑料吸附比从水瓶生产、循环和替代使用生命周期的每一步都集体释放

拟将塑料垃圾循环到CO技术2adsorbent为碳负

未来塑料污染管理
下一步创新方法将使用捕获CO2从升级塑料垃圾元博士最近发表的一篇文章提到塑料垃圾循环生产与可生物降解塑料生产之间的协同效应,以努力支持低碳技术和减少塑料污染努力实现闭合碳和塑料循环远非单纯学术演练支持实现联合国可持续发展目标,例如目标11:可持续城市和社区目标12:负责任生产与消费目标13:气候变化目标14:水底生活目标15:陆上生活开发可持续系统减少塑料污染开发升级碳捕获工具,同时消除两大环境问题,绝对是向正确方向迈出的一步。

iBird/Shutterstock.com

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这种方法能否成功应用到PET以外的塑料废物

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迄今最有希望减少无处不在塑料污染的途径之一是利用热化转换将塑料废物循环化为增值产品,包括可燃合成气、液化燃料和固碳因为它可以协同高效解决环境保护和可持续发展带来的复杂挑战,我们建议的方法可以在更大范围成功应用在当前阶段,基于主要研究结果,除PET塑料外,混合塑料废物可被视为综合活性碳捕集CO的潜在候选2.

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