将难以处理的垃圾转化为碳捕获大师

还有一种方法可以利用堆积如山的等待被丢弃的塑料:用它来吸收多余的二氧化碳。

莱斯大学的新发现的化学方法可以将废塑料转化为高效的二氧化碳(CO₂)的吸附剂对该行业来说似乎是对几个紧迫的环境问题的双赢。

大米化学家James Tour和Rice校友Wala Algozeeb、研究生Paul Savas和博士后研究员袁哲在《美国化学学会》杂志上发表了论文ACS Nano在醋酸钾存在的情况下加热塑料垃圾会产生具有纳米级孔隙的颗粒，这些孔隙可以捕获二氧化碳分子。

研究人员报告说，这些粒子可以用来消除CO₂来自烟道气流。

一氧化碳点源₂排放物，如发电厂的排气烟囱可以安装这种废塑料衍生的材料，以去除大量的CO₂这通常会充满大气层。这是解决塑料垃圾这个问题，解决另一个问题的好方法，CO₂排放．

詹姆斯·图尔，莱斯大学化学家

目前用来分解塑料的一种叫做化学回收的过程会产生气体、蜡和油。然而，图尔表示，碳的副产品几乎是无用的。但是在醋酸钾存在的情况下，分解塑料会产生多孔颗粒，能够容纳高达其重量18%的CO₂在室温下。

而对于固定碳含量低的聚合物废物，常规的化学回收不能产生CO₂如聚丙烯、高密度和低密度聚乙烯等城市垃圾的主要成分，这些塑料在吸附CO方面的功能特别好₂同时用醋酸钾处理。

该实验室评估了从燃烧后的烟道气等点源捕获二氧化碳的成本，这将是每吨21美元，远低于通常使用的从天然气原料中提取二氧化碳的能源密集型、基于胺的过程，费用约为每吨80至160美元。

与胺基材料类似，这种吸附剂可以重复使用。将其加热到大约75°C(167°F)释放从气孔中获得的捕获的二氧化碳，从而再生近90%的材料结合位点。

由于它在75°C循环，聚氯乙烯容器足以取代通常需要的昂贵的金属容器。科学家们观察到，与液体胺相比，吸附剂的使用寿命有望延长。这减少了由于污泥形成和腐蚀造成的停机时间。

为了制造这种材料，废塑料被转化成粉末，与乙酸钾混合，在600°C(1112°F)下加热约45分钟，以改善孔隙，大多数孔隙的宽度约为0.7 nm。温度升高导致毛孔变宽。此外，研究人员表示，该过程会产生一种蜡的副产品，可以回收制成洗涤剂或润滑剂。

这篇论文的共同作者是莱斯大学校友王哲和研究科学家卡特·基特雷尔，以及来自休斯顿大学的研究生杰克琳·霍尔和化学和生物分子工程助理教授Praveen Bollini。图尔是T.T.和W.F. Chao化学讲座教授，也是材料科学和纳米工程教授。

该研究得到了美国能源部(DE-F0031794)和沙特阿美石油公司的资金支持。

期刊引用:

Algozeeb, w。等．(2022)塑料废料在纳米孔中捕获二氧化碳。ACS Nano．doi.org/10.1021/acsnano.2c00955．

来源:https://www.rice.edu/