塑料閉環(huán)回收
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2021-08-26
塑料閉環(huán)回收的實(shí)例教程
Ed.》上以“O-to-S Substitution Enables Dovetailing Conflicting Cyclizability, Polymerizability, and Recyclability: Dithiolactone vs Dilactone”為題在線發(fā)表了可用于閉環(huán)回收塑料的硫交酯單體的論文（Angew. Chem. Int. Ed., DOI: 10.1002/anie.202109767)。
近年來，塑料的閉環(huán)回收的概念成為全世界高分子科學(xué)界關(guān)注的焦點(diǎn)，該方法通過設(shè)計特定的單體合成高分子材料，再將其直接轉(zhuǎn)化為原單體，從而實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)和同級使用。8月13日，美國康奈爾大學(xué)高分子化學(xué)家Geoffrey W. Coates課題組在《科學(xué)》發(fā)文，以二氧戊環(huán)為單體，實(shí)現(xiàn)了塑料的閉環(huán)回收。
圖1. 硫交酯單體顯示熱力學(xué)有利于成環(huán)，動力學(xué)有利于開環(huán)聚合
近期，中科院長春應(yīng)化所陶友華研究員提出硫交酯單體可以作為一類新型的單體用于閉環(huán)回收塑料。相比于大家熟知的乙交酯、丙交酯等交酯單體，硫交酯單體在熱力學(xué)上更有利于成環(huán)，在動力學(xué)上更有利于開環(huán)聚合（圖1），從而成功的將兩種看似矛盾的性質(zhì)結(jié)合到一種單體上，使硫交酯單體相較于乙交酯、丙交酯等交酯單體，更容易合成、更容易聚合、也更容易實(shí)現(xiàn)閉環(huán)回收。同時，來源于纈氨酸的異丙基硫交酯的開環(huán)聚合，所得聚合產(chǎn)物具有無規(guī)但是結(jié)晶的不同尋常的特性。
經(jīng)典的高分子化學(xué)理論中，單體的成環(huán)能力和開環(huán)聚合活性是相互矛盾的。如用于合成聚乳酸的丙交酯單體，具有較大的環(huán)張力，因此丙交酯單體開環(huán)聚合的活性較高，但丙交酯單體的規(guī)模化合成并不容易（直接環(huán)化的收率不到50%）。
展開 直接正極回收。
為了證明Li|ORION|LFP的直接正極回收潛力（圖5E至5G），以40 μA cm?2的電流密度進(jìn)行循環(huán)，直到容量保持率為初始容量的~90%（圖5E）。然后拆卸電池并將LFP正極浸入DME中以溶解超分子固態(tài)離子導(dǎo)體（圖5F）。將該正極重新組裝成回收的Li|ORION|LFP電池，并再次在40 μA cm?2下對其進(jìn)行可逆循環(huán)（圖5G）。與直接正極回收之前的容量相比，回收的ORION電池的初始容量約為90%。容量稍低可能是由于復(fù)合正極的機(jī)械完整性發(fā)生變化，這種變化可能在拆卸過程中發(fā)生。值得注意的是，與翻新電池第二次循環(huán)的容量相比（假設(shè)第一次循環(huán)是化成循環(huán)），回收的LFP正極在100次循環(huán)后表現(xiàn)出84%的容量保留率。回收前的容量衰減率為每個循環(huán)-0.14%（圖5E中的循環(huán)2至43），而回收后的容量衰減率為每個循環(huán)-0.19%（圖5G中的循環(huán)2至100）。因此，直接正極回收實(shí)現(xiàn)了與原始LFP正極的衰減率、容量保持率和基本庫侖效率相似的長循環(huán)性能（圖5A和5B中容量保持率為85%）。
【圖5】電池性能和閉環(huán)正極回收。（A和C）Li|ORION|LiFePO4電池在（A和B）50 μA cm?2和（C和D）100 μA cm?2下的電壓曲線和（B和D）循環(huán)性能。（E至G）閉環(huán)直接正極回收。（E）Li|ORION|LiFePO4電池回收前的循環(huán)性能，（F）正極回收過程，（G）回收正極的循環(huán)性能。所有電化學(xué)電池測試均在45°C下進(jìn)行。
展開 繼中國實(shí)行了“禁止洋垃圾入境”的相關(guān)條例后，歐洲發(fā)達(dá)國家的垃圾處理便陷入困難，其中對于超市使用的包裝的回收更是混亂又困難。
根據(jù)英國消費(fèi)者協(xié)會研究和咨詢慈善機(jī)構(gòu)的一份報告顯示，英國大型連鎖超市使用的包裝中，有一半以上無法被輕易回收。
該報告分析了一家典型的家庭商店的46種流行商品的包裝，這些商品來自阿爾迪、阿斯達(dá)、Co-op、冰島、利德l、瑪莎百貨、莫里森、奧卡多、森寶利、樂購和維特羅斯超市。
玻璃纖維展會https://www.hongyantu.com/goodlist/zq/16020.html
然后，該公司將每件物品的包裝分解成各個組成部分，并評估每件物品是否可以輕易回收。包括紙板、玻璃和塑料在內(nèi)的可直接放入家庭回收箱的包裝物的平均比例僅為52%。
該慈善機(jī)構(gòu)還發(fā)現(xiàn)，42%的超市包裝要么貼錯了標(biāo)簽，要么根本沒有貼，這使得消費(fèi)者很難正確處理這些包裝，并增加了最終進(jìn)入垃圾填埋場的可能性。
根據(jù)這項調(diào)查，莫里森是最嚴(yán)重的違規(guī)者，因為包裝的數(shù)量不便于家庭回收，并且許多產(chǎn)品都帶有不可回收的塑料薄膜。報告發(fā)現(xiàn)，使用可回收包裝的最多的超市是樂購和威特羅斯，只有40%的包裝不容易被回收。
該組織呼吁英國政府讓回收標(biāo)簽變得簡單、清晰并賦予一定的強(qiáng)制性，確保必要的基礎(chǔ)設(shè)施到位，讓每個人都能把回收作為一件輕而易舉的事，不管他們住在哪里。
家庭產(chǎn)品和服務(wù)主管Natalie Hitchins說，“我們的研究表明，有更多的超市和制造商可以采取措施，確保他們使用的任何包裝都是最小限度的、可回收的，并且貼有正確的標(biāo)簽，這樣消費(fèi)者就能確切地知道他們?nèi)绾?em>回收這些包裝。”
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展開 目前，全球?qū)?em>塑料的需求持續(xù)增長，預(yù)計到2030年將達(dá)到每年4.17億噸。這也導(dǎo)致了塑料廢物急劇增加。促進(jìn)塑料的減量、再利用和回收可以有效防止更多的聚合物材料釋放到環(huán)境中，從而遏制環(huán)境污染。目前，機(jī)械回收是五種主要包裝塑料環(huán)境和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)經(jīng)濟(jì)的主要工具：聚對苯二甲酸乙二醇酯（PETE）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）和聚氯乙烯（PVC），但機(jī)械降解仍然受到成本的限制。因此，迫切需要提出一種基于機(jī)械的策略來提高其回收價值。打印紙由于原材料豐富且具有出色的生物降解性，成為PRC結(jié)構(gòu)的良好候選材料，然而，雖然打印紙具有被動輻射冷卻特性，但其耐水性不足，使其無法靈活應(yīng)用。
02
成果掠影
為了應(yīng)對全球塑料回收的迫切需求，美國東北大學(xué)鄭義教授課題組利用回收的泡沫塑料和普通的打印紙來制造具有優(yōu)異自冷卻能力的泡沫-紙復(fù)合材料（FPC）。高漫反射 PS 泡沫顆粒與纖維打印紙的結(jié)合，使FPC太陽光譜反射率達(dá)到 96%，在太陽直射下平均產(chǎn)生8.4 °C的溫降和90 W/m
2的冷卻功率。同時，F(xiàn)PC在高濕度下仍能保持較高的太陽光反射率，促進(jìn)其在潮濕的亞熱帶地區(qū)的應(yīng)用。此外，低成本材料和簡單制造方法將為有效的白天輻射冷卻提供有效途徑。相關(guān)研究成果以“Eco-friendly passive radiative cooling using recycled packaging plastics”為題發(fā)表于《Materials Today Sustainability》。
展開 研究團(tuán)隊旨在通過該項目實(shí)現(xiàn)使用 "智能技術(shù) "來解決世界上的廢物回收問題。特別是，當(dāng)這份倡議在去年獲得綠燈時，該團(tuán)隊將目光投向了創(chuàng)建一個 "循環(huán)商業(yè)模式"，能夠減少所謂的"食品到手"包裝的生態(tài)影響。
項目負(fù)責(zé)人Garrath Wilson去年解釋說："食品零售商銷售的新鮮和冷藏食品，如三明治和預(yù)制沙拉，會產(chǎn)生大量的一次性塑料包裝垃圾。我們的項目將匯集包裝技術(shù)、用戶行為、可持續(xù)設(shè)計、制造和聚合物化學(xué)各個方面具有專業(yè)知識的研究人員，以消除食品業(yè)的塑料浪費(fèi)。"
△一堆塑料廢棄產(chǎn)品，通過他們的循環(huán)商業(yè)模式，該團(tuán)隊相信他們可以使回收有利可圖，同時也是環(huán)保的。圖片來自拉夫堡大學(xué)
為了與PPFTG項目的目標(biāo)保持一致，拉夫堡大學(xué)團(tuán)隊現(xiàn)在又從工程和物理科學(xué)研究委員會獲得了15萬英鎊的資助。利用這筆資金，該系的研究人員與阿斯頓大學(xué)和德蒙福特大學(xué)的同事合作，并作為循環(huán)塑料項目的一部分，試圖將塑料變成非洲企業(yè)的商品。
到目前為止，在這項為期18個月的倡議中，設(shè)計師和工程師團(tuán)隊已經(jīng)與英國的一個非政府組織以及肯尼亞、盧旺達(dá)和尼日利亞的合作伙伴合作，對塑料水瓶展開收集。一旦積累起來，研究人員將這些廢物清洗、切碎、干燥并擠壓成可用的長絲，然后將其3D打印成工具，以滿足不同非洲社區(qū)的具體需求。
盡管該項目仍在進(jìn)行中，但該團(tuán)隊已經(jīng)提出了六個初步的原型，包括一個模塊化的養(yǎng)魚場和水果抓取器，可以用當(dāng)?shù)氐木W(wǎng)和竹子材料建造。研究人員還在開發(fā)新型挖沙適配器、非電動牛奶冷卻器和彎刀削皮機(jī)，以及能夠利用波浪運(yùn)動抽水的回收船打包機(jī)。
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塑料閉環(huán)回收的最新內(nèi)容
來源 | Materials Today Sustainability
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背景介紹
2021 年，基于各種制冷劑汽化和壓縮的傳統(tǒng)冷卻系統(tǒng)消耗的電力約占美國總電力消耗的10%，這導(dǎo)致環(huán)境中大量的溫室氣體排放，從而加速全球變暖。因此，當(dāng)前開發(fā)一種環(huán)保節(jié)能的冷卻技術(shù)十分重要。被動輻射冷卻（PRC）方法可以有效地反射太陽光（0.3
導(dǎo)讀：我們都知道，在眾多的3D打印工藝中，基于FDM原理的塑料3D打印是我們最容易接觸到，也是最容易實(shí)現(xiàn)的一種成型模式。FDM的成型原理簡單、成本低廉，這也是它在全球范圍內(nèi)廣受歡迎的主要原因。可是你知道嗎，就是這么一種平民化的制造模式，卻已經(jīng)在非洲大陸的發(fā)展中國家扮演起了“扶貧”的角色。
2021年9月13日，南極熊獲悉，在來自英國拉夫堡大學(xué)的研究人員已經(jīng)成功地將在非洲大陸收集的聚合物垃圾轉(zhuǎn)化為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的低成本農(nóng)業(yè)工具
近年來，塑料的閉環(huán)回收的概念成為全世界高分子科學(xué)界關(guān)注的焦點(diǎn)，該方法通過設(shè)計特定的單體合成高分子材料，再將其直接轉(zhuǎn)化為原單體，從而實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)和同級使用。8月13日，美國康奈爾大學(xué)高分子化學(xué)家Geoffrey W. Coates課題組在《科學(xué)》發(fā)文，以二氧戊環(huán)為單體，實(shí)現(xiàn)了塑料的閉環(huán)回收。
圖1.
據(jù)外媒報道，捷豹路虎(JaguarLandRover)正與化學(xué)公司巴斯夫(BASF)合作，試驗創(chuàng)新回收工藝，可將塑料垃圾轉(zhuǎn)變成能夠用于未來車輛的新型高檔材料。據(jù)估計，到2050年，全球塑料垃圾總量將超過1200萬噸。現(xiàn)在，并非所有的塑料垃圾都可回收，以用于汽車應(yīng)用，特別是有些汽車零部件需要符合最嚴(yán)格的安全和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。https://m.hongyantu.com/goodlist/sz/41973
繼中國實(shí)行了“禁止洋垃圾入境”的相關(guān)條例后，歐洲發(fā)達(dá)國家的垃圾處理便陷入困難，其中對于超市使用的包裝的回收更是混亂又困難。
根據(jù)英國消費(fèi)者協(xié)會研究和咨詢慈善機(jī)構(gòu)的一份報告顯示，英國大型連鎖超市使用的包裝中，有一半以上無法被輕易回收。
該報告分析了一家典型的家庭商店的46種流行商品的包裝，這些商品來自阿爾迪、阿斯達(dá)、Co-op、冰島、利德l、瑪莎百貨、莫里森、奧卡多、森寶利、樂購和維特羅斯超市
