众所周知,现在市面上大多数饮料采用的是塑料瓶进行包装,而塑料瓶使用的塑料是非常常见的PET塑料,但这些塑料使用完毕后废弃会导致环境污染。近年来,上海知名高校上海交通大学的环境科学与工程学院教授赵一新针对PET废料进行了回收利用,不但解决了PET的污染,同时还对最常见的温室气体--二氧化碳进行了资源整合。
年以来,上海交通大学环境科学与工程学院教授赵一新团队就率先开展了绿电催化重整PET废塑料联产甲酸和氢气的研究。相应研究成果在《物理化学快报》发表。在最初的研究中,赵一新团队利用绿色电能--风能及光能将PET转化为甲酸以及氢气,而最近,赵一新团队联合北大教授马丁对这一工艺进行了改进,使得PET塑料和二氧化碳反应,只转化为甲酸材料。
改进后的方法增加了甲酸材料的产出效率,同时促进了CO2的转化效率,经过估算,改进后的方法在每回收一吨PET的塑料时,可以创造约美元(约合元人民币)的经济收益,具有良好的商业化价值。
接受采访时,赵一新教授表示,“绿电”催化升级回收废塑料的研究从实验室走向产业化,还需要克服一系列理论和技术难题。
“在回收过程中,需要使用一定的催化剂。低成本、高性能的催化剂能节约成本、降低能耗、增加有用材料的产出率,这类催化剂材料亟待开发和研究。”赵一新说,“此外,要实现大规模的产业化应用,工艺和设备的开发研制也是未来研究的重点和难点。虽然面临很多难题,但这种废塑料转化技术,为国家发展循环经济和建设低碳型社会提供了一条有效的发展途径,仍然具有广阔的应用和发展前景。”
近年来,上海交通大学环境科学与工程学院师生面向国际前沿,立足我国环境保护和“双碳”战略需求,在废弃塑料领域充分发挥专业实力,全方位、多角度迎难攻关,已有多项成果达到国际领先水平,在科研一线扛起交大环境人的责任担当,持续贡献智慧和力量。
废弃塑料能够破碎形成纳米塑料并在环境中持久累积,了解纳米尺度塑料颗粒的环境行为是精准评估废弃塑料生态健康风险以及低碳回收的关键。曹心德教授团队仇浩副教授结合室外采样及室内模拟,明确了影响纳米塑料水环境行为的主控因子,揭示了蛋白冠调控纳米塑料胶体稳定性的作用机制,进而提出在水处理中通过添加溶菌酶促进纳米塑料絮凝沉降高效回收的新思路,同时量化了塑料颗粒尺寸依赖的环境健康风险,推动了塑料废弃物精细化风险管控与低碳回收体系的建设。相关成果发表在环境领域Top期刊WaterResearch以及EnvironmentalScience:Nano。
金放鸣教授团队围绕废塑料的环境危害、无害化处理难、资源化利用率低的问题,长期以来开展了废塑料的水热资源化研究,并创新提出了利用聚氯乙烯、PVC等废塑料作为还原剂水热还原二氧化碳,实现了废塑料与二氧化碳协同资源化。团队成功将PVC废塑料百分百脱氯无害化转化为清洁燃料的同时,还将二氧化碳还原为高附加值有机物甲酸,该技术无添加催化剂,工艺简单,展现了良好的工业化应用前景。
该成果发表在化学著名期刊GreenChemistry上,并入选为封面论文。此外,针对化石燃料基塑料的不可持续性与难降解问题,以及生物可降解塑料聚乳酸粮食作为原料的瓶颈,团队早期率先探索了生物质废物水热转化制备乳酸技术,近期将水热技术扩展到光催化,将生物质原料扩展到湿垃圾转化,该研究正积极与企业合作,推进工业化试运行。
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