近日,前沿科学研究院新能源科学中心王鑫研究员团队在环境领域国际权威期刊《Journal of Hazardous Materials》上发表题为《Role of solvent in plasma-assisted peroxymonosulfate-hydrothermal process for plastic conversion》的学术论文,王鑫研究员为该论文的第一作者兼通讯作者,华南师范大学陈福明研究员和西北工业大学的汪辉副教授为该论文的共同通讯作者,西南交通大学前沿科学研究院为该论文的第一通讯单位。
论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304389423002509
塑料污染问题是当今全球环境面临的重要挑战,尤其在新冠疫情的影响下塑料废弃物的产量快速增长。面对大量塑料废弃物的产生,常规的处理方法会造成大量的资源浪费,同时会带来二次污染问题。塑料废弃物的资源化利用不仅可以解决塑料污染问题,而且资源转化产物可以作为新能源和高附加值的化工品,助力我国“双碳”目标的实现。
图1 废塑料热转化过程中溶剂作用的示意图
目前,对于塑料的转化通常需要严苛的反应条件,这很大程度上限制了塑料转化技术的应用。通过溶剂热的方式对塑料进行催化转化是当前塑料温和转化的主要方法,但该过程中溶剂所产生的影响仍不清楚。本文采用跨尺度的方法对转化过程中溶剂的作用进行研究,发现改变反应容器中溶剂的比例,可以调控反应压力条件,在原子尺度上可以使得聚合物表面亲水官能团向疏水碳链移动,使得表面更加疏水化。另一方面,在流体尺度压力的增加可以使得氧化剂进一步向块体材料内部扩散,提升内层材料的反应效率。研究结果对于塑料废弃转化路线和方法的设计提供了重要理论和实践基础。