动态磁捕获-催化热解技术用于水生微塑料和纳米塑料的处理

《Nature Communications》：Dynamic magnetic capture-catalytic pyrolysis for aquatic micro- and nanoplastic management

　　

摘要

水生系统中的微塑料和纳米塑料对全球生态造成威胁，而有效去除这些污染物并对其进行最终处理仍面临挑战。本文我们开发了一种动态磁捕获系统（DynMagCap），该系统可通过原位化学磁化实现高效且通用的微塑料去除。与传统磁种法不同，DynMagCap能够生成基于铁的动态磁链，这些磁链在气泡作用下自我组装、移动并与微塑料相互连接。该系统在多种类型的微塑料、不同尺寸以及不同水质条件下都能实现超过99%的去除效率，展现出极高的稳定性。被捕获的铁-微塑料复合体还可通过催化热解技术进一步加以利用，在此过程中，铁元素可催化含聚氯乙烯的微塑料中的氯转化为FeCl₂，同时生成可用于水电解的Fe/C纳米复合材料。技术经济分析和生命周期评估均表明，这种结合了DynMagCap与催化热解技术的处理方法具有环境和经济上的可行性。这项工作建立了一个磁分离与催化转化相结合的平台，实现了污染治理与资源循环利用的有机结合。