将3D打印光纤废弃物通过CO2辅助热解转化为合成气

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 化学工程是化学工程的重要组成部分.
• 环境科学 环境科学

背景情况:

• 三维 (3D) 打印产生了大量的聚合物废物,回收能力有限,这给环境带来了挑战.
• 对3D打印废物的利用对于可持续的制造和废物管理至关重要.
• 烯-丁-乙烯 (ABS) 是一种常见的3D打印丝材,也是代表性的废物.

研究的目的:

• 开发一种战略方法,将3D打印废物转化为火溶性气体.
• 研究二氧化碳 (CO2) 作为废物回收利用中的反应介质的作用.
• 通过催化双阶段热解来增强 pyrolytic 气体产量.

主要方法:

• 使用FT-IR和热重力学分析 (TGA) 对3D打印丝材 (ABS) 的表征.
• 单阶段和双阶段的二氧化碳和没有二氧化碳的热解实验.
• 在双阶段热解过程中应用Ni/Al2O3催化剂.

主要成果:

• 热重力测量分析显示,ABS的挥发率为~98%的重量.
• 与二氧化碳的双阶段热解相比,与单阶段热解相比,二氧化碳的双阶段热解显著提高了热解气的产量.
• 二氧化碳与ABS挥发物反应,增加了二氧化碳的产量,由Ni/Al2O3催化进一步促进.
• 催化热解增加了H2和CO的产量,同时减少了 pyrolytic 油中的芳香化合物和多环芳香 (PAHs).

结论:

• 二氧化碳可以通过同质反应有效地将3D打印废物转化为火溶性气体.
• /Al2O3催化加速了气相反应,优化了 pyrolytic 气的产量和质量.
• 这种二氧化碳介导的催化热解为处理3D打印废物提供了一种对环境无害的途径.