塑料垃圾(PW)和不断增加的大气二氧化碳(CO2)水平是目前人类社会发展面临的最大环境问题之一。随着2050年零CO2排放目标的实现，人们对经济的CO2捕获路线的需求也与日俱增。尽管，人们已经报道了以聚丙烯腈、聚对苯二甲酸乙二酯和聚氯乙烯等高固定碳含量的聚合物为原料来合成多孔碳。然而，从高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)和聚丙烯(PP)等低固定碳含量的聚合物废物中生产多孔碳仍然是一个挑战。
近日，莱斯大学James M. Tour介绍了一种替代的PW热解方法，在钾盐的存在下，低固定碳含量的PW聚合物被热解，以获得具有高CO2捕集能力的多孔碳，而不是传统热解过程中的无价值的碳。
文章要点
1）多孔碳具有宽度为0.70−1.4 nm的网状孔。同时，所开发的合成路线比以前报道的活性碳合成路线更有优势，允许碳化低固定碳含量的PW。此外，热解是在低于产生金属钾的温度下进行的，因此使用非腐蚀性活化剂提供了更安全的转化过程。
2）该脱碳剂在25 ℃下的CO2容量为17.0±1.1 wt%(3.8±0.25 mmol g−1)（1 bar）和5.0 wt%(1.13±0.13 mmol g−1)(0.15 bar)，并在达到75±5 ℃时可再生。此外，通过该技术从烟气中捕获二氧化碳的成本估计为< $21 ton−1 CO2，远低于竞争的CO2捕获技术。
这项研究通过可逆地从燃烧后来源(如烟道气)捕获CO2来增强和利用PW产品的价值，为PW和不断上升的大气CO2水平这两个环境挑战提供了一种可行的解决方案。
参考文献
Wala A. Algozeeb, et al, Plastic Waste Product Captures Carbon Dioxide in Nanometer Pores, ACS Nano, 2022
DOI: 10.1021/acsnano.2c00955
https://doi.org/10.1021/acsnano.2c00955
