废弃塑料化学回收及升级再造研究进展

塑料对人类社会进步和经济发展发挥着重要作用,但其大规模生产和不恰当的处置已造成了严重的生态灾难。通过化学回收和化学升级再造的方法将废弃塑料转化为高附加值的产品是实现塑料资源可持续发展的关键技术之一。本综述总结了近年来废弃塑料的回收现状和化学升级再造的途径,包括催化热解、化学解聚、催化氢解、光催化、化学氧化等,着重探讨了反应条件对于产物分布和产率的影响、催化剂的构效关系及反应机理等。针对目前存在的反应条件严苛、催化剂成本高且重复利用性差等问题,提出未来研究方向包括优化工艺条件、弄清催化剂失活机理和开发价格低廉的高效催化剂,有望进一步实现废塑料资源化利用的工业化发展。     

碳中和背景下国内外废塑料裂解法回收进展

人类生产生活对塑料制品日益增长的需求使得塑料废弃物迅速增加,由此引起的环境问题和社会问题亟待解决。本文综述了碳中和背景下国内外废塑料裂解法回收进展,从废塑料裂解催化剂、废塑料裂解反应器、废塑料与其他固废共裂解三个方面对废塑料裂解技术进展进行总结,归纳了国内外塑料回收企业和石油石化企业在废塑料裂解回收方面的进展,分为裂解法制油和裂解法制化学品两个方面。阐明了废塑料回收在节约能源、碳减排和经济性方面的意义,指出国内废塑料裂解法回收存在法规缺失、废塑料分类不清晰、产业链条不完善、相关学术研究不深入等问题,提出国内石油石化企业应从全生命周期角度出发对废塑料进行裂解法回收处理,结合上下游产业链,分阶段实施废塑料裂解产油品路线和产化学品路线。     

多学科交叉助力废塑料生物法循环回收利用

生物转化过程具有条件温和、过程绿色、产品高值等优势,是未来废弃物高值化利用的重要途径。塑料是人工合成的有机高分子材料,已作为基础材料融入人类生活的方方面面。而海量剧增的废弃塑料已造成严重的环境污染与资源浪费。由于废弃塑料组分复杂、降解能垒高、胁迫因子多、回收经济性差,单一的生物技术尚无法对其进行即时处理,因此,基于学科交叉与过程集成,综合利用多种废塑料回收技术,建立多元化、个性化、交叉化的塑料回收新路线成为提升我国废弃塑料资源回收与利用水平、发展循环经济的重要途径。本文以生物技术为核心,综述了目前生物-物理、生物-化学以及生物-信息等技术交叉在塑料废弃物回收方面的研究进展,并针对性地分析了学科交叉研究中存在的瓶颈,探讨了未来亟需攻克的技术难点,以期为废塑料的高效回收利用提供新的思路和理论指导。     

石榴石型固态电解质Li7La3Zr2O12的改性研究现状

固态电解质是高安全性、高能量密度的全固态锂电池的核心部件,其典型代表Li₇La₃Zr₂O₁₂(LLZO)具有高离子电导率、高机械强度、高电化学稳定性、低界面阻抗以及对锂金属负极良好的稳定性等优势,是科研人员重点关注的对象之一,但与液态电解质相比,目前LLZO仍存在低离子电导率和与电极固-固界面接触等问题。本文主要简介了LLZO的晶体结构、改性方式等对其离子电导率及界面阻抗的影响,同时对LLZO现存的问题进行了总结,对LLZO的未来发展方向进行了展望,为探索全固态锂电池的实际生产应用提供理论指导。     

氯碱化工“三废”零排放可行性研究

针对氯碱生产过程中产生大量的“工业三废”问题,介绍了焦煤集团开元化工有限责任公司的“三废”回收利用及治理情况,提出了实现“零排放工厂”的可行性方案和“三废”回收利用的治理措施。     

Li[Li_(0.2)Ni_(0.2)Mn_(0.6)]O_2富锂正极材料的制备及性能研究

通过液相法制得了球形Ni(OH)2,再与Mn(NO3)2、CH3COOLi通过固相法制备了富锂正极材料Li[Li0.2Ni0.2Mn0.6]O2。通过X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)、粒度分析仪、循环伏安、交流阻抗以及充放电测试对样品的结构、形貌和电化学性能进行了表征。结果表明,合成温度为900℃时,材料结晶度高,阳离子混排程度低,颗粒表面光滑均一;在20 m A/g时,首次放电比容量为174.02 m Ah/g,在60 m A/g的高倍率放电条件下比容量仍可达到80.56m Ah/g。     

两步固相法合成具有优良性能的钛酸锂

采用两步固相法,在交替气氛煅烧(空气预烧,氮气煅烧)下合成了尖晶石钛酸锂粉末,并且研究了煅烧气氛(空气和氮气)对不同合成阶段(预烧和煅烧)的影响。电化学测试结果表明,经空气预烧,氮气煅烧得到的样品在5 C的电流密度下,首次充电比容量高达128 m Ah/g,100次循环后容量保持率达94.5%,其电化学性能明显优于单一气氛煅烧下所得样品。分析其原因为碳酸锂的分解反应在空气气氛下较氮气气氛下更容易进行,且氮气气氛下合成LTO有氧空位的存在。     

动力电池回收及梯次利用研究现状

随着传统能源与环境矛盾的日益突出,电动汽车已经越来越普及。然而,电动汽车淘汰下来的剩余容量为80%左右的动力电池的回收以及梯次利用成为了一个关键问题。综述了电动汽车用动力电池的回收与梯次利用研究进展,并对发展方向进行了展望。     

织金磷矿稀土分离试验研究

为回收织金磷矿中的稀土资源,进行了用磷酸分离织金磷矿中磷与稀土的试验研究。介绍了试验原理、工艺流程。试验结果表明,磷浸出率大于95%,约83%的稀土富集在渣中,渣中稀土氧化物质量分数大于50%,达到了分离磷与稀土的目的。     

Decomposition mechanisms of cured epoxy resins in near‐critical water

A reaction mechanism based on the near‐critical water homolysis of bonds in the cured epoxy followed by the saturation of the resulting radicals by hydrogen abstraction from the donor was discussed. The compounds evolved during degradation were identified by gas chromatography and mass spectrometer. The materials prepared possess the characteristics of thermosets, due to the presence of ether groups in the polymer chains, which were broken at the beginning of degradation. The degradability increased when the reaction time and reaction temperature increased. Based on the experimental results, a probable macroscopic mechanism was proposed. The near‐critical water degradation mechanisms of polymers consist of three categories: random scission, unzipping, and side group elimination, which simultaneously occurs in the reactor. The first random scission of links caused a molecular weight reduction of the raw polymer, the second side‐group elimination caused the generation of the volatile product, and the last unzipping produced either fragmentation to smaller oligomeric units or unzipping all the way to monomers. © 2014 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2015 , 132, 41648.