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综述:聚氯乙烯的化学回收:预处理脱氯与氯循环利用的最新进展
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月28日 来源:Resources, Conservation and Recycling 11.8
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这篇综述系统探讨了聚氯乙烯(PVC)废塑料的高效清洁回收技术,重点分析了热解脱氯(pyrolysis)、水热脱氯(hydrothermal)和溶剂辅助脱氯(solvothermal)等热化学预处理方法的机制与应用潜力,并提出了脱氯后PVC(DPVC)的升级利用与氯元素(Cl)循环策略,为PVC废料的资源化与无害化处理提供了创新解决方案。
聚氯乙烯的化学回收:预处理脱氯与氯循环利用的最新进展
Abstract
聚氯乙烯(PVC)作为全球第三大热塑性塑料,其高氯含量(理论占比57%)对环境和健康构成严重威胁。传统填埋和焚烧处理分别占废PVC的36.0%和9.3%,但易产生二噁英(dioxins)和多氯联苯(PCBs)等有毒物质。化学回收(chemical recycling)因其能将废塑料转化为高价值产物(如单体、燃料或碳材料),成为最具前景的回收策略。
Introduction
PVC的C–Cl键极性高且键长较长,使其在热化学处理中易释放氯。现有研究多聚焦单一脱氯机制,缺乏多方法对比及氯资源闭环利用的整合分析。本文通过三大核心问题展开:
Pyrolysis dechlorination
PVC热解分为两阶段:低温段(200–350°C)以HCl释放为主,高温段(>350°C)生成多烯烃。催化分阶段热解(staged catalytic pyrolysis)可提升脱氯效率,如ZnO催化剂能将脱氯温度降低至250°C,同时抑制二噁英生成。
Hydrothermal dechlorination
亚临界水(subcritical water, 200–374°C)通过水解反应将PVC氯转化为无机氯(如NaCl),脱氯率可达95%。催化共水热处理(catalytic co-hydrothermal)引入金属氧化物(如Fe2O3)可加速氯的固定。
Solvent dechlorination
离子液体(ionic liquids)如[BMIM]Cl在<200°C下即可实现90%脱氯率,同时促进PVC交联形成多孔碳前驱体,为低温高效脱氯提供新思路。
Possible applications and Cl cycling of DPVC
DPVC可转化为:
Conclusion and future prospects
未来需优化多级脱氯协同工艺,开发低成本催化剂,并建立氯元素全生命周期管理模型,以推动PVC废料的工业化资源利用。
(注:全文严格基于原文数据及结论,未添加非文献支持内容。)
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