隨著一次性塑料的過度消費，人們相當(dāng)重視回收廢塑料以減輕環(huán)境、經(jīng)濟和健康后果。 在這里，硫輔助熱解策略可以將塑料多功能升級回收為高價值碳，具有超高的碳原子回收率（高達 85%）。 在熱解過程中，廉價的單質(zhì)硫分子與聚合物鏈共價鍵合，然后酯化交聯(lián)生成熱穩(wěn)定的中間產(chǎn)物，從而抑制塑料分解成易揮發(fā)的小分子碳溴化合物。 通過這些方法，從廢塑料中獲得的碳產(chǎn)品呈現(xiàn)出富硫骨架，層寬分離擴大，并表現(xiàn)出優(yōu)異的儲鈉性能。 相信目前的研究成果為減少塑料污染、減少塑料行業(yè)的碳足跡提供了新的解決方案。

圖文介紹

將廢塑料 (WP) 升級為高價值碳材料的不同策略的示意圖，包括 a) 使用催化劑和/或高壓設(shè)備的傳統(tǒng)熱解策略和 b) 使用廉價元素硫的熱解策略。 傳統(tǒng)的熱解策略帶來了額外的環(huán)境和經(jīng)濟問題，并受到低碳原子回收的影響。 與此形成鮮明對比的是，我們的硫輔助熱解策略簡單高效，碳原子產(chǎn)率超高。 請注意，在 (b) 中可能的硫輔助熔化機制中，PE 被選為廢塑料的情況，為簡單起見，其物理結(jié)構(gòu)中不提供氫原子。

單質(zhì)硫主要是石油工業(yè)制氫和脫硝過程中的副產(chǎn)品。 單質(zhì)硫的豐富性和低成本為將其作為合成新型功能材料的原料提供了強大的動力。 眾所周知，單質(zhì)硫在常溫下主要以8個硫原子的環(huán)狀分子形式存在。 加熱至159℃時，由于開環(huán)聚合作用，可生成具有兩個鏈端的線型聚砜。 為此，元素硫可以很容易地摻入聚合物材料中以改變其性能。 受此啟發(fā)，我們提出利用單質(zhì)硫促進廢塑料向高價值碳的轉(zhuǎn)化。

結(jié)構(gòu)表征

a) PE和PE/4S在不同水溫下的碳回收率。 b) 在700 °C下不同進料比的S和PE共混物的碳化豐度和碳原子回收率。 c）我們的策略與其他報道的方法之間碳原子回收率的比較。

不同碳材料的結(jié)構(gòu)表征。 a) SEM 圖像，b) 圖像，c) N2 吸附-脫附等溫線。 d) 和的 XRD 譜； e) 元素濃度； f) 高幀率 頻譜和。 (a) 中的插圖是廢果汁瓶及其衍生碳產(chǎn)品的數(shù)碼照片； (b) 中的插圖是穿過晶格白色的線掃描的相應(yīng)硬度分布； (c)中的插圖是相應(yīng)的孔徑分布曲線。

基于不同碳材料的電池的電物理性能。 a)、倍率性能。 b) 與已報道的雜原子摻雜碳質(zhì)陽極的倍率性能比較。 c)、循環(huán)性能。 d) 不同掃描速度下電容控制容量和擴散控制容量的貢獻率。

論文信息

原文鏈接：

通訊作者: 佛山大學(xué)吳定才、蔡某、劉少紅

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