《Journal of Environmental Chemical Engineering》：Investigation of Carbon Capture Process in Circulating Turbulent Fluidized Bed with Heavy Geldart B Particles by Computational Mass Transfer
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利用废弃聚苯乙烯（EPS）与聚酯纤维膜复合，添加环保合成纳米氧化锌（ZnO）增强油水分离性能，吸附能力达55g/g，水通量＞3500 L/m2·hr，可循环使用20次以上。
Nikhi Maria Raju|K Manjima|Peter Philip|Sabadh|Soney C George
摘要
塑料废物的处理是当今最严重的环境问题之一。其中，膨胀聚苯乙烯（EPS）既不可生物降解又具有致癌性。利用静电纺丝技术将塑料废物转化为纤维膜，是环境修复和废物回收的绝佳解决方案。在本研究中，收集了家庭用泡沫塑料（thermocol）并将其与聚氨酯（PU）纤维膜基质以相等比例混合，旨在重新利用这些泡沫塑料，并提高PU纤维膜的疏水性和多孔性，特别适用于油水分离应用。为了进一步增强PU-EPS纤维的机械强度、疏水性和表面粗糙度，还加入了用墨西哥薄荷（Plectranthus amboinicus）叶提取物合成的氧化锌纳米颗粒作为功能填料。新型微纤维PU-EPS/ZnO膜在处理高粘度机油时表现出55克/克的吸附能力，同时对恶劣环境具有出色的耐受性，并且具有良好的可回收性。通过应用多种动力学模型研究了纤维膜的吸附动力学。此外，该膜具有极高的水通量（3500升/平方米·小时）以及从油水乳液中分离油的能力，且可回收率超过20倍。这种多功能PU-EPS/ZnO纤维膜未来可能成为水净化的可持续解决方案。
章节摘录
引言
塑料废物的数量日益增加，有效的废物管理变得越来越具有挑战性。大量塑料废物的堆积对环境和人类健康造成了威胁[1]。在各种不可生物降解的塑料中，聚苯乙烯（PS）的年产量约为1500万吨，广泛用于板材、一次性用具和包装等领域。由于“白色污染”及其对健康的毒性影响，其安全处置和回收面临诸多困难。目前已有多种方法被广泛使用。
原材料
热塑性聚氨酯（TPU）基于PCL（产品编号430218，Sigma-Aldrich）。醋酸锌二水合物和NaOH由NICE Chemicals Pvt. Ltd. India提供。37%的盐酸购自Merck Specialties Pvt. Ltd。二甲基甲酰胺（DMF）和四氢呋喃（THF）购自Sigma Aldrich USA。汽油、柴油、煤油、椰子油和葵花籽油在当地采集。废弃的EPS废物来自实验室仪器的包装盖。氧化锌纳米颗粒的特性
合成的氧化锌纳米颗粒的X射线衍射（XRD）谱图如图2a所示。衍射峰出现在2θ值31.7°、34.5°、36.3°、47.7°、56.6°、62.9°和68.0°，分别对应于(100)、(002)、(101)、(102)、(110)、(103)和(112)晶面。这些反射结果与标准ZnO数据（JCPDS卡片编号36-1451）一致，证实了纳米颗粒具有六方纤锌矿结构。没有其他额外峰的出现表明了其纯度。结论
使用EPS、PU和绿色合成的ZnO颗粒制备的聚合物膜表现出优异的亲油特性。多功能PU-EPS/ZnO纤维膜的开发在应对塑料废物（尤其是膨胀聚苯乙烯）带来的环境问题上取得了重大进展。这是通过将EPS整合到PU基质中，并进一步使用ZnO纳米颗粒进行功能化实现的。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文研究工作的财务利益或个人关系。
致谢
作者衷心感谢全印度技术教育委员会在研究促进计划（文件编号8-41/FDC/RPS (POLICY-I)下的财政支持，感谢新德里科技部的FIST计划（SR/FST/COLLEGE-346/2018），以及APJ Abdul Kalam技术大学在研究促进计划（AJCE2023CHE01NMR）下的支持。同时，也要感谢Dr. Sagitha P.的宝贵帮助。
