高量子产量短波红外发光追踪器,用于改善塑料废物的分类

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 化学 化学 化学
• 环境科学 环境科学

背景情况:

• 目前的塑料回收利用依赖于近红外线 (NIR) 分类,这对完整的废物流回收有局限性.
• 需要先进的分类技术来提高塑料回收的效率和完整性.
• 基于痕迹的分类利用无机材料的发光特性进行材料识别.

研究的目的:

• 合成一个高效的短波红外 (SWIR) 发射追踪器用于塑料废物分类.
• 为了评估标记器在区分不同塑料组件方面的性能.
• 评估将这种追踪技术集成到现有的分类系统中的可行性.

主要方法:

• 一个新的SWIR追踪器的合成:Li$_{3}$Ba$_{2}$Gd$_{3}$(MoO$_{4}$) $_{8}$与Yb$^{3+}$和Er$^{3+}$离子共.
• 标记器的光发光特性的表征,包括量子产量.
• 标记器用于标记塑料物品 (PET瓶,HDPE盖,标记器标签) 和在SWIR范围内使用976nm激光和SWIR摄像头进行检测.

主要成果:

• 一个高效的SWIR追踪器 (Li$_{3}$Ba$_{2}$Gd$_{3}$(MoO$_{4}$) $_{8}$:0.2Yb$^{3+}$,0.4Er$^{3+}$) 在1550nm (976nm激发) 时得到了70%光发光量产的合成.
• 标记器能够清晰地区分聚乙烯四甲酸盐瓶,高密度聚乙烯盖,以及基于SWIR反射和发光的标记器标签.
• 可用SWIR摄像头检测到追踪器,与现有的NIR分类基础设施兼容.

结论:

• 开发的Yb$^{3+}$/Er$^{3+}$合的SWIR追踪器为塑料废物分类提供了一个有前途的进步.
• 这项技术可以显著提高回收的完整性,使识别超出NIR能力.
• 将其集成到当前的分类系统中可能只需要添加976nm激光器,从而最大限度地减少基础设施变化.