香港理工大学张汉超助理教授、范金土教授与中科院南京土壤所王玉军研究员合作,提出两步闪蒸焦耳热(FJH)策略,将聚酯与棉的混纺废料在2000℃下5秒内直接转化为有序多层纳米洋葱状富勒烯(NOLFs),论文发表于《ACS Nano》。
关键一步是280℃预碳化:棉的羟基与聚酯的酯基发生酯交换与醇解,形成化学键合,团队称之为「支架效应」。产物拉曼I2D/IG值达1.47,碳封存效率41.6%,高于纯聚酯的33.2%与纯棉的35.4%。微观上棉贡献五边形碳环、聚酯贡献六边形碳环,二者耦合排列正是富勒烯的结构特征。
团队已做出自动化FJH原型机,单周期产约0.3克、日产86.4克。所得材料作锂离子电池正极,比容量350毫安时/克,10C高倍率下仍保持125毫安时/克,是商业石墨烯的5倍,千次循环库仑效率稳定在99%。生命周期评估给出的全球增温潜势为-24.96千克二氧化碳当量。
背景数据更值得行业留意:全球每年产生6500万至9200万吨纺织废料,仅约1%被回收,近75%被填埋或焚烧。现有化学回收多要求单一纤维组分,而真实旧衣几乎都是混纺。这条路线对准的正是那75%。
信息来源:腾讯新闻
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