電子廢棄物
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
電子廢棄物的實例教程
本文原刊登于Ansys Blog：《Simulation Technology Helps Reduce E-Waste》
作者：Pepi Maksimovic | Ansys客戶卓越總監
編輯整理：何雅威 | Ansys主任應用工程師
您知道電子廢棄物（或稱為電子垃圾）問題，是全球增長最快的廢棄物嗎？事實上，人類每年產生的電子廢棄物高達5,000萬噸，這一數字極其驚人，而且還在不斷增長。值得慶幸的是，仿真技術能夠幫助我們減少電子廢棄物并改進電子廢棄物管理解決方案，以充分應對這一日益嚴重的全球性問題。
什么是電子廢棄物？
電子廢棄物是指因冗余、更換或損壞而耗盡其實用價值的電氣和電子設備。
信息化發展測評伙伴聯盟（Partnership on Measuring ICT for Development）將電子廢棄物分為六大類：
溫度交換設備——如空調、冰柜
屏幕和顯示器——如電視和筆記本電腦
燈具
大型設備——如洗衣機和電爐
小型設備——如微波爐和電動剃須刀
小型IT和電信設備——如手機和打印機
令人擔憂的是，由于技術進步、消費者需求不斷變化以及產品生命周期日益縮短，電子廢棄物已經成為世界上數量增長最快的廢棄物。到2030年，每年電子廢棄物產生量預計將飆升至7,500萬噸。
展開 纖維素是農林廢棄物的主要成分之一，可通過水稻、小麥、玉米、棉花等農作物秸稈以及木屑、落葉、樹皮等林業廢棄物通過簡單的化學處理獲得。據了解，以纖維素為原料合成航空煤油在國外已有一些報道。但迄今為止，這些工作主要集中在以纖維素為原料合成普通航空煤油方面，在高密度航空煤油領域卻鮮有進展。
李寧介紹，與普通的航空煤油相比，高密度航空燃料的使用可以在不改變油箱體積的前提下有效地增加飛行器的航程、載荷、飛行速度，可為我國航空煤油的多元化供應提供技術儲備。
據悉，這種纖維素基高密度航空生物燃料的制備過程大體分為兩步。首先，實驗人員通過溫和條件下二氯甲烷/水雙相體系中的氫解反應將纖維素選擇性地轉化為2,5-己二酮。之后，實驗人員以2,5-己二酮為原料，通過一個雙床催化劑體系“一步法”，直接獲得碳鏈長度為12和18的低凝固點多環烷烴的混合物。
該混合物具有比常規航空煤油更高的密度和較低的凝固點。它既可以作為現有化石基高密度航空燃料的補充，也可以作為添加劑改善其他航空燃料的性能。
“在實際應用中，我們可以利用高密度航空生物燃料遠航程、高載荷的特點，減少長途飛行旅程中的轉機次數和航空運輸中需要的航班次數，進而降低飛機在起飛和降落過程造成的噪音、二氧化碳以及其他污染物排放，為我國綠色航空事業貢獻力量。”他說。
專家表示，此次開發的以纖維素為原料合成可再生高密度航空燃料技術，對于農林廢棄物資源利用、減少原油進口依賴度、環境保護等都具有重要意義。
李寧表示，團隊未來將通過對溶劑、催化劑以及反應工藝的不斷改進，提高該技術經濟性并使其變得更加環保、高效。
來源：中國科學報 程唯珈 劉萬生 李寧
展開 固體塑料廢棄物的處理與回收是當今社會可持續發展所面臨的重大挑戰。目前全球塑料廢棄物累計達63億噸，其中約90%的廢棄塑料被集中填埋或焚燒，既造成了嚴重的環境污染，又浪費了大量資源。與此同時，機械加工等物理回收方式往往只能得到附加值不高的混合塑料，而熱裂解、催化分解等化學回收方式也只能將廢棄塑料轉化成化工原料混合物，難以進一步低成本實現提純。聚合物中含有大量的碳元素（聚烯烴高達85.7%），因此使用塑料廢棄物作為碳源，通過碳化反應制備高附加值的碳材料，是一種在理論上行之有效的方法。從可持續發展的角度來看，塑料廢棄物基碳源具有低毒、價廉和來源廣泛的優點，使用不同的碳化方法可將塑料廢棄物轉化為形貌和結構可調控的碳納米材料，來滿足各種應用需求(e.g., Nat. Catal. 2020, 3, 902; Chem 2021, 7, 1487; Nature 2020, 577, 647)。
閔嘉康博士、龔江研究員及其合作者（特別是中科院長春應化所唐濤研究員課題組）致力于聚合物（特別是廢塑料）的可控碳化反應研究（Prog. Polym. Sci. 2019, 94, 1），拓展了 “組合催化碳化法” （Appl. Catal. B 2012, 185, 117; J. Mater. Chem. A 2019, 7, 22912; Sci. China Mater. 2020, 63, 779），并且提出了“活性模板碳化法”（J. Mater. Chem. A 2015, 3, 341; Waste Manage. 2019, 85, 333; Waste Manage. 2019, 87, 691; Chem.
展開 近年來，眾多學者對農林廢棄物及加工殘余物的熱解特性進行過研究，但大多是針對單一種類生物質的，對于不同種類生物質的熱解特性及動力學參數進行對比分析少見報道，尤其對生物質熱解過程可燃氣體釋放規律的研究更是鮮見。因此，本文采用熱重分析（TG-D TG-DSC，thermal gravimetric-derivative thermo gravimetric-differential scanning calorimetry) 和質譜（MS，mass spectrometry）和質譜（MS，massspectrometry）聯用技術對常見的農業生物質廢棄物（玉米芯、花生殼、稻殼和稻秸）進行了熱重試驗及動力學研究，深入探討了不同生物質的熱重行為以及熱解過程的熱流變化規律和小分子可燃氣體隨溫度變化的釋放規律等，這對高效利用生物質具有重要的指導意義。
1試驗部分
1.1試驗樣品
所用樣品取自沈陽市遼中縣黃土坎村的玉米芯、花生殼、稻殼和稻秸，分析前先將其自然風干，然后進行粉碎，并采用去離子水洗滌，以去除試樣中的外源性塵土，最后烘干。樣品的工業分析、元素分析和組分分析見表1。
1.2試驗設備和試驗方法
應用德國耐馳公司的STA449F3型熱分析儀對生物質樣品進行熱重分析，并與QMS403D型質譜儀聯用連續監測熱解產生的小分子可燃氣體(CO，CH4，H2）隨溫度升高的釋放曲線。采用非等溫熱解試驗法，利用高純氮氣（純度99.99%）作為載氣，其流量為30mL/min；升溫范圍是室溫(約25℃）至1200℃，加熱速率為20℃/min；試驗壓力為常壓；每次試驗所用樣品約5mg。
2試驗結果與分析
2.1熱解特性的TG曲線分析
圖1表示玉米芯、花生殼、稻殼和稻秸熱解過程中的TG曲線。
從圖1看出，該4種生物質的熱解過程大致可以分為3個階段。
展開 在現代實驗室管理中，危險化學廢棄物的安全暫存與環保處理是至關重要的一環。隨著國家和地方政府對危險化學品管理法律法規的不斷完善，實驗室暫存柜的改進與優化成為了保障實驗室安全、防止環境污染的必要措施。工采網小編為大家介紹PID（光離子氣體傳感器）在實驗室危險化學廢棄物暫存柜中的創新應用，特別是在VOCs（揮發性有機化合物）監測與凈化方面的作用。
PID光離子氣體傳感器的工作原理
PID光離子氣體傳感器是一種基于光電離原理的高靈敏度氣體檢測裝置。它利用紫外線光源照射待測氣體，使氣體分子中的電子被激發并產生離子對。這些離子對在電場作用下被收集并轉化為可測量的電信號，從而實現對氣體濃度的精確定量分析。PID傳感器特別擅長于檢測揮發性有機化合物（VOCs）及其他有毒有害氣體，具有檢測范圍廣、響應速度快、靈敏度高等顯著優勢。
PID光離子氣體傳感器的特點
高靈敏度：PID傳感器能夠檢測到極低濃度的氣體，甚至達到ppb（十億分之一）級別，確保了對微弱污染源的精準捕捉。
快速響應：傳感器對氣體變化的響應極為迅速，能夠實時監測并反饋氣體濃度的動態變化。
寬動態范圍：覆蓋從幾ppb到幾萬ppm的寬濃度范圍，滿足了不同應用場景下的檢測需求。
非破壞性檢測：在檢測過程中不會破壞被測氣體，保證了檢測結果的準確性和可靠性。
在危險化學廢棄物暫存柜中的應用
實驗室危險化學廢棄物暫存柜作為存放和管理危險廢棄物的關鍵設施，其安全性與環保性至關重要。PID光離子氣體傳感器在暫存柜中的應用，主要體現在以下幾個方面：
VOCs實時監測：通過在暫存柜內部安裝PID傳感器，可以實時監測柜內VOCs的濃度變化，及時發現并處理潛在的污染風險。這對于預防火災、爆炸等安全事故具有重要意義。
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