Enhancing sustainable waste management: Hydrothermal carbonization of polyethylene terephthalate and polystyrene plastics for energy recovery

聚对苯二甲酸乙二醇酯 聚苯乙烯 水热碳化 碳化 废物管理 材料科学 热液循环 聚乙烯 发泡聚苯乙烯 可持续能源 塑料废料 化学工程 业务 复合材料 聚合物 可再生能源 扫描电子显微镜 工程类 电气工程
作者
Clovis Awah,Kevin M. Van Geem,Philippe M. Heynderickx
出处
期刊:Science of The Total Environment [Elsevier BV]
卷期号:946: 174110-174110
标识
DOI:10.1016/j.scitotenv.2024.174110
摘要

Hydrothermal carbonization (HTC) of single plastic polymers such as polyethylene terephthalate (PET) and polystyrene (PS) has not yet been explored on a large scale, particularly their thermal behavior, chemical transformations under subcritical conditions, and the energy properties of the resultant hydrochar. This study investigated these aspects by employing techniques, such as thermogravimetric analysis (TGA), Fourier transformed infrared spectroscopy (FTIR), elemental and calorific analysis. The results show that PET hydrochar has a superior energy densification (1.37) and energy yield (89 %) compared to PS hydrochar (1.13, 54 %). Hydrothermal carbonization modifies the chemical structure of the polymers by increasing the number of carbonyl groups (CO) in PET and forming new ones in PS, and by enhancing hydroxyl groups (OH) in PET while retaining them in PS. Both materials preserve their aromatic and aliphatic structures, with the introduction of alkenes groups (CC) in the PET hydrochar. PET hydrochar begins to decompose at lower temperatures (150-270 °C) than PS hydrochar (242-283 °C) but reaches higher peak temperatures (420-585 °C vs. 390-470 °C), with both types achieving similar burnout temperatures (650-800 °C). PET hydrochar recorded a higher activation energy (121-126 kJ/mol) than PS hydrochar (67-74 kJ/mol) with the Mampel first-order reaction model as the best fit.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Yyy发布了新的文献求助10
2秒前
超级的丸子完成签到,获得积分20
3秒前
3秒前
3秒前
所所应助田帅采纳,获得10
4秒前
年轻的如霜完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
花开富贵完成签到,获得积分10
5秒前
shi0331完成签到,获得积分10
5秒前
是追风的人啊完成签到 ,获得积分10
5秒前
ding应助多情的兔子采纳,获得10
6秒前
柒八染完成签到,获得积分10
6秒前
wu完成签到 ,获得积分10
7秒前
科研通AI2S应助by采纳,获得10
7秒前
郭京京发布了新的文献求助10
7秒前
JamesPei应助Sea_U采纳,获得10
8秒前
cdk发布了新的文献求助10
8秒前
无极微光应助西奈采纳,获得20
9秒前
10秒前
11秒前
Zslf完成签到,获得积分10
11秒前
萤_完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
Frriis发布了新的文献求助10
12秒前
xiaohao发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
yyinh完成签到 ,获得积分10
14秒前
碧蓝的飞柏完成签到,获得积分20
16秒前
喜悦彩虹完成签到,获得积分10
17秒前
科研通AI6.4应助sunish采纳,获得10
18秒前
阔达懿轩发布了新的文献求助10
19秒前
研友_VZG7GZ应助五月的风采纳,获得10
19秒前
顾矜应助Khan采纳,获得10
19秒前
20秒前
韦一手完成签到,获得积分10
20秒前
小康完成签到,获得积分10
21秒前
qq完成签到,获得积分10
21秒前
共享精神应助cdk采纳,获得10
21秒前
22秒前
rookie发布了新的文献求助10
24秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
Prescott's Microbiology: 2026 Release ISE 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Environmental Leverage in Times of Climate Crisis: Product Standards, Carbon Border Measures and Preferential Trade Agreements 1000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
The Cambridge Handbook of Intellectual Property and Upcycling 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7209970
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8842619
关于积分的说明 18660755
捐赠科研通 6861081
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3182189
关于科研通互助平台的介绍 2342376
邀请新用户注册赠送积分活动 2156608