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污泥与LDPE共催化热解制芳烃研究:为废塑料与有机固废协同资源化提供新路径

农业材料

研究概况

据《Industrial Crops and Products》2026年11月第253卷第3部分刊载的研究,作者Kaisong Hu、Ting Luo、Yunpu Wang等提出了一种将污泥与低密度聚乙烯(LDPE)共同催化热解制备芳烃的技术路线,所用催化剂为负载于生物炭上的Ni/HZSM-5复合催化剂(Ni/HZSM-5@biochar)。该研究聚焦于两种典型固废——市政污泥与聚烯烃废塑料——的协同转化,属于废弃物资源化与高分子材料化学回收的交叉方向。

技术路线与材料背景

LDPE是农膜、棚膜等农业覆盖材料的主要树脂品种之一。农膜在使用后往往夹杂泥土、水分和有机杂质,回收难度较高,传统机械回收对混杂、老化料的选择性有限。催化热解可将聚烯烃长链裂解并进一步芳构化,得到苯、甲苯、二甲苯等轻质芳烃,这些产物是化工基础原料。该研究将污泥与LDPE混合进料,利用污泥中的有机质与无机组分参与反应,同时借助Ni组分的加氢/脱氢活性与HZSM-5分子筛的择形酸性完成芳构化,生物炭载体则起到分散活性组分和吸附作用。

与农业材料领域的关联

从农业材料视角看,该研究的价值主要体现在农膜废弃物的末端处理环节。农膜、棚膜在田间经历长期紫外辐照和热氧老化,分子链断裂、羰基生成,性能下降后难以直接再加工。若能在回收阶段通过催化热解将其转化为芳烃,可为农膜闭环回收提供一条化学回收路径。与此同时,农膜配方中常用的光稳定剂、HALS(受阻胺光稳定剂)和抗氧剂,其作用正是延缓这类老化过程、延长农膜使用寿命;而耐候母粒作为光稳定剂与抗氧剂的载体,决定了助剂在薄膜中的分散状态和迁移行为。助剂体系设计得越合理,农膜服役期越长、老化程度越可控,进入化学回收环节的料流组成也相对更稳定。

对聚合物助剂行业的启示

该研究提示,农膜回收不应只关注机械再生,化学回收路线的原料适应性同样值得关注。对助剂企业而言,这意味着两方面的信息:一是耐候母粒与光稳定剂、抗氧剂、HALS的配方设计,除满足耐候性能要求外,还可考虑对后续回收工艺的影响;二是污泥与废塑料协同处理的思路,为含杂质农膜提供了不依赖高纯度分选的处置可能。需要说明的是,该研究为实验室规模的催化热解研究,尚未涉及农膜实际回收料的工程验证,其结论向产业化推广仍需进一步工作。

研究信息

  • 期刊:Industrial Crops and Products,第253卷第3部分
  • 出版时间:2026年11月
  • 作者:Kaisong Hu, Ting Luo, Yunpu Wang, Haiwei Jiang, Jiabo Wu, Yuhang Hu, Qi Wang, Jingsong Ke, Jiaheng Luo, Kewen Xu, Jiayi Xue, Wenguang Zhou, Liangliang Fan
  • 催化剂:Ni/HZSM-5@biochar
  • 原料:污泥与LDPE
  • 目标产物:芳烃

合润化工观察

围绕农膜,耐候母粒,光稳定剂,抗氧剂,HALS,合润化工持续关注该领域的技术进展、加工稳定性与应用落地。本文依据来源信息进行编辑整理,具体配方、产品选择和性能验证请结合实际工况咨询。

信息来源:Co-upcycling of sludge and LDPE to aromatics via catalytic pyrolysis over Ni/HZSM-5@biochar,由合润化工整理。