隨著一次性塑料的過(guò)度消費(fèi)，人們相當(dāng)重視回收廢塑料以減輕環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和健康后果。 在這里，硫輔助熱解策略可以將塑料多功能升級(jí)回收為高價(jià)值碳，具有超高的碳原子回收率（高達(dá) 85%）。 在熱解過(guò)程中，廉價(jià)的單質(zhì)硫分子與聚合物鏈共價(jià)鍵合，然后酯化交聯(lián)生成熱穩(wěn)定的中間產(chǎn)物，從而抑制塑料分解成易揮發(fā)的小分子碳溴化合物。 通過(guò)這些方法，從廢塑料中獲得的碳產(chǎn)品呈現(xiàn)出富硫骨架，層寬分離擴(kuò)大，并表現(xiàn)出優(yōu)異的儲(chǔ)鈉性能。 相信目前的研究成果為減少塑料污染、減少塑料行業(yè)的碳足跡提供了新的解決方案。

圖文介紹

將廢塑料 (WP) 升級(jí)為高價(jià)值碳材料的不同策略的示意圖，包括 a) 使用催化劑和/或高壓設(shè)備的傳統(tǒng)熱解策略和 b) 使用廉價(jià)元素硫的熱解策略。 傳統(tǒng)的熱解策略帶來(lái)了額外的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，并受到低碳原子回收的影響。 與此形成鮮明對(duì)比的是，我們的硫輔助熱解策略簡(jiǎn)單高效，碳原子產(chǎn)率超高。 請(qǐng)注意，在 (b) 中可能的硫輔助熔化機(jī)制中，PE 被選為廢塑料的情況，為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，其物理結(jié)構(gòu)中不提供氫原子。

單質(zhì)硫主要是石油工業(yè)制氫和脫硝過(guò)程中的副產(chǎn)品。 單質(zhì)硫的豐富性和低成本為將其作為合成新型功能材料的原料提供了強(qiáng)大的動(dòng)力。 眾所周知，單質(zhì)硫在常溫下主要以8個(gè)硫原子的環(huán)狀分子形式存在。 加熱至159℃時(shí)，由于開環(huán)聚合作用，可生成具有兩個(gè)鏈端的線型聚砜。 為此，元素硫可以很容易地?fù)饺刖酆衔锊牧现幸愿淖兤湫阅堋?受此啟發(fā)，我們提出利用單質(zhì)硫促進(jìn)廢塑料向高價(jià)值碳的轉(zhuǎn)化。

結(jié)構(gòu)表征

a) PE和PE/4S在不同水溫下的碳回收率。 b) 在700 °C下不同進(jìn)料比的S和PE共混物的碳化豐度和碳原子回收率。 c）我們的策略與其他報(bào)道的方法之間碳原子回收率的比較。

不同碳材料的結(jié)構(gòu)表征。 a) SEM 圖像，b) 圖像，c) N2 吸附-脫附等溫線。 d) 和的 XRD 譜； e) 元素濃度； f) 高幀率 頻譜和。 (a) 中的插圖是廢果汁瓶及其衍生碳產(chǎn)品的數(shù)碼照片； (b) 中的插圖是穿過(guò)晶格白色的線掃描的相應(yīng)硬度分布； (c)中的插圖是相應(yīng)的孔徑分布曲線。

基于不同碳材料的電池的電物理性能。 a)、倍率性能。 b) 與已報(bào)道的雜原子摻雜碳質(zhì)陽(yáng)極的倍率性能比較。 c)、循環(huán)性能。 d) 不同掃描速度下電容控制容量和擴(kuò)散控制容量的貢獻(xiàn)率。

論文信息

原文鏈接：

通訊作者: 佛山大學(xué)吳定才、蔡某、劉少紅

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