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
自由碧菡发布了新的文献求助10
1秒前
魔幻乘云发布了新的文献求助10
1秒前
Cici发布了新的文献求助10
2秒前
牧百川发布了新的文献求助10
2秒前
kk发布了新的文献求助10
2秒前
普通用户30号完成签到 ,获得积分10
2秒前
zhun完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
勤劳半青完成签到,获得积分10
4秒前
qwert发布了新的文献求助20
5秒前
5秒前
5秒前
6秒前
6秒前
乐乐应助玉沐沐采纳,获得10
7秒前
7秒前
7秒前
8秒前
8秒前
10秒前
10秒前
Hoooo...发布了新的文献求助10
11秒前
wh发布了新的文献求助10
11秒前
找文发布了新的文献求助20
12秒前
结实冰枫发布了新的文献求助20
12秒前
Dylan发布了新的文献求助10
12秒前
QQY完成签到,获得积分20
12秒前
13秒前
SH完成签到,获得积分20
13秒前
CodeCraft应助qwert采纳,获得10
14秒前
智慧金刚完成签到,获得积分10
14秒前
竹子的骄傲完成签到,获得积分0
14秒前
小花发布了新的文献求助10
15秒前
CodeCraft应助活泼的元菱采纳,获得30
16秒前
段昊焱完成签到,获得积分10
16秒前
爱大美发布了新的文献求助10
16秒前
白衣卿相完成签到,获得积分10
17秒前
Akim应助深情的迎海采纳,获得10
17秒前
18秒前
鳗鱼笑白完成签到,获得积分10
18秒前
高分求助中
Cronologia da história de Macau 5000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
C语言程序设计(微课版) 500
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 500
Vander's Renal Physiology第10版 500
Forensic Science An Introduction to Scientific and Investigative Techniques 6th Edition 400
Reaction of 3-Methylenedihydro-(3H)furan-2-one with Diazoalkanes. Syntheses and Crystal Structures of Spiranic Cyclopropyl Compounds 400
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 7096493
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8752960
关于积分的说明 18513275
捐赠科研通 6650829
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3138124
关于科研通互助平台的介绍 2246630
邀请新用户注册赠送积分活动 2112918