通过超高分辨率傅里叶变换离子共振质谱（UHR FT-ICR MS）对聚烯烃废料热解油中的氮酸盐和卤素进行表征及来源追踪

《Energy & Fuels》：Characterization and Source Tracing of Nitrogenates and Halogens in Polyolefin Waste Pyrolysis Oils by Ultrahigh-Resolution FT-ICR MS

化学回收中热解油分子组成研究通过超高分辨质谱发现氯污染主要源于添加剂，芳香烃可有效捕获杂原子且未检出二噁英。

　　

随着全球塑料废物量的激增，对可扩展、高效回收技术的需求比以往任何时候都更加迫切。在新兴的回收策略中，化学回收（尤其是热解）作为一种有前景的方法，能够将复杂的塑料废物（如聚烯烃）转化为有价值的石化原料。然而，这些热解油的使用目前受到杂原子和含卤素物质的阻碍，这些物质会促进下游设备的腐蚀、污染、结焦和催化剂失活。为了设计出高效的净化技术，需要详细了解这些污染物。因此，在这项研究中，我们采用了超高压分辨的21 T傅里叶变换离子回旋共振质谱技术来分析多种热解油中的氮酸盐、氮氧化物和卤素的分子组成。这些热解油来源于原生聚乙烯、废弃聚乙烯以及废弃的混合聚烯烃。通过结合正电喷雾离子化和负电喷雾离子化技术，分别实现了碱性和酸性物质的选择性离子化。研究发现，原生聚乙烯和废弃聚乙烯热解油之间存在显著相似性，表明其中大量的杂原子化合物来源于添加剂和/或加工助剂。除了特定污染物外，热解油中还含有大量的芳香族化合物，这些化合物在捕获氮原子和氧原子方面起着重要作用。在卤素元素中，氯的含量最高，氟的含量极少，溴则完全没有检测到。氯主要存在于某些添加剂及其分解产物中。在热解过程中，氯化化合物与烃基基质之间的二次反应似乎并不明显。此外，在所有热解油中均未检测到二噁英。这些结果所提供的极高细节水平为塑料废物热解油中杂原子物质的形成、持久性及其可能的来源提供了新的基础见解，为添加剂的重新设计、改进的净化策略以及化学回收技术的未来发展奠定了分子基础。