欧美日韩Aa在线直播_自拍青草99视频_日本一线产区和韩国二线_日韩.国产.噢美日韩精品综合观看_亚州四虎精品久久久_曰曰日在线_精品久久久av_精品欧美国产一区二区三区不卡_欧美亚洲日韩_天天ri网_国产精品看片直播_亚洲中文久久久久久精品国产_天天色天天日综合_久久久久久成人免费看A四叶草_丁香六月狠狠综合天香_永久的伊甸园_国产熟妇无码A片AAA毛片视频

  共聚物，包括SBS（約300萬(wàn)噸/年）、EVA（約500萬(wàn)噸/年）和ABS（約1000萬(wàn)噸/年）等具有很大的市場(chǎng)規(guī)模。然而，由于共聚物不同鏈段之間以共價(jià)鍵連接，使得化學(xué)回收共聚物及高價(jià)值應(yīng)用頗具挑戰(zhàn)性。含氟聚合物（如PVDF、PVDF-CTFE、PTFE）約占全氟和多氟烷基物質(zhì)（PFAS）產(chǎn)能的23%，因其難以被生物或化學(xué)降解被稱(chēng)為“永久性化學(xué)物質(zhì)”。

  為解決含氟接枝共聚物的環(huán)境污染及回收困難問(wèn)題，北京化工大學(xué)曹鵬飛教授/李崚灣副教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合天津大學(xué)陳宇教授團(tuán)隊(duì)提出了一種選擇性化學(xué)降解策略，降解共聚物材料中不含氟聚合物側(cè)鏈，保留含氟聚合物主鏈，并將回收得到的含氟聚合物用于其他應(yīng)用場(chǎng)景，以實(shí)現(xiàn)含氟聚合物材料的充分利用，解決PFAS材料難處理的問(wèn)題。基于PVDF-CTFE主鏈，通過(guò)ATRP聚合改性和開(kāi)環(huán)聚合接枝PTMC側(cè)鏈合成接枝共聚物FC-H-T，產(chǎn)品可用于高性能聚合物電解質(zhì)；在室溫下借助廉價(jià)有機(jī)堿催化劑TBD將FC-H-T的PTMC側(cè)鏈選擇性醇解回收并完整保留得到FC-H主鏈及可再生TMC單體的二元醇�；厥盏玫降�FC-H主鏈可應(yīng)用于介電材料、防腐涂層，且能夠用于重新接枝再生的TMC單體并實(shí)現(xiàn)FC-H-T的重構(gòu)；該工作展示了“選擇性拆解-再生-重構(gòu)”的閉環(huán)回收途徑，兼顧材料性能與環(huán)保需求。

  該研究以“Closed-Loop and Selective Recyclable Fluoro-containing Graft Copolymers with Diverse Applications”為題發(fā)表在《Advanced Materials》期刊，天津大學(xué)化學(xué)系博士生王瑋榕為第一作者，北京化工大學(xué)曹鵬飛教授、李崚灣副教授與天津大學(xué)陳宇教授為共同通訊作者。北京化工大學(xué)田明教授、王騰教授，美國(guó)阿克倫大學(xué)（University of Akron）王軍鵬教授等共同參與了研究工作。

“選擇性拆解-再生-重構(gòu)”的閉環(huán)回收策略

Scheme 1. PVDF-CTFE 接枝共聚物的閉環(huán)回收與應(yīng)用示意圖

【FC-H-T 接枝共聚物的合成】

  FC-H-T接枝共聚物的合成主要分為兩步：首先，利用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合（ATRP）技術(shù)，將4-乙烯基苯基甲醇（VBOH）修飾到主鏈PVDF-CTFE上，得到改性聚合物 FC-H  (Scheme 1)；然后，通過(guò)開(kāi)環(huán)聚合將三亞甲基碳酸酯（TMC）單體接枝到FC-H，制得FC-H-T接枝共聚物。得到的FC-H-T各鏈段之間相容性、熱穩(wěn)定性、鏈段運(yùn)動(dòng)能力優(yōu)于共混物FC/H/T。

圖1. FC-H-T合成表征結(jié)果

【FC-H-T的電化學(xué)性能評(píng)估】

  FC-H-T聚合物電解質(zhì)在25 ℃時(shí)離子電導(dǎo)率為 6.3×10?? S/cm，Li?遷移數(shù)為 0.8 (圖2b)，電化學(xué)穩(wěn)定窗口達(dá)到4.4 V，與鋰金屬兼容性良好。在Li/Li對(duì)稱(chēng)電池中，0.5 mA/cm2 電流密度下可穩(wěn)定循環(huán)超1000小時(shí)；LFP全電池0.5C循環(huán)1000次容量保持率 98.8%(圖2d)，NCM811高壓電池340次循環(huán)后容量保持率80.3%(圖2f)，展現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能。

圖2. FC-H-T的電化學(xué)性能圖

【FC-H-T的閉環(huán)回收】

  利用TBD對(duì)FC-H-T接枝共聚物的PTMC鏈段選擇性醇解回收FC-H主鏈，并實(shí)現(xiàn)90%的高回收率。斷裂得到的1,3-丙二醇（PD）用于制備TMC單體。最后，利用再生的TMC單體與回收的主鏈FC-H再次進(jìn)行接枝反應(yīng)，可重構(gòu)得到FC-H-T(R)接枝共聚物 (圖3a-e)，且回收的FC-H(R)和重構(gòu)的FC-H-T(R)與初始的共聚物材料保持相似的機(jī)械性能(圖3b,f)。

圖3. FC-H-T閉環(huán)選擇性回收流程

【降解機(jī)理研究】

  在 25 ℃下，選了六種常用的有機(jī)酸堿催化劑，借助對(duì)醇解產(chǎn)物 TMBC、HPC、PD 的組成分析（圖4b）,明確了TBD在此體系中的高效催化作用。使用原位核磁監(jiān)測(cè)FC-H-T在醇解時(shí)特定化學(xué)位移的變化（圖4c-d），原位分析溶液體系中化學(xué)結(jié)構(gòu)演變（圖4e），發(fā)現(xiàn)PTMC在30 min內(nèi)被完全從主鏈“拆除”，然后降解為更低分子量的片段，最終逐漸演變?yōu)?/span>1,3-丙二醇。

圖4. 甲醇解對(duì) FC-H-T 降解機(jī)制的研究

【回收聚合物的應(yīng)用】

  回收后的FC?H(R)聚合物可應(yīng)用于靜電電容器的電介質(zhì)材料（圖5a）以及防污涂層（圖5b）.D-E回線顯示FC-H的放電能量密度顯著高于初始PVDF-CTFE（0.45 vs. 0.17μC/cm²），這主要是由于PVBOH的-OH會(huì)與主鏈F形成氫鍵，誘導(dǎo)FC?H骨架β相增加及鐵電疇尺寸減小（圖5c-f）。OH單元賦予了FC-H功能性，回收膜展現(xiàn)出了對(duì)酸、堿、鹽、紫外、高低溫等惡劣環(huán)境的抗性（圖5g-j）。此外，重構(gòu)的FC-H-T(R)表現(xiàn)出了與初始FC-H-T相似的電化學(xué)性能。

圖5. 閉環(huán)回收過(guò)程中各階段產(chǎn)物的高價(jià)值應(yīng)用研究

  該工作建立了含氟接枝共聚物選擇性拆解及閉環(huán)回收新方法，為PFAS聚合物的回收利用提供新路徑，通過(guò)多維度性能測(cè)試與應(yīng)用驗(yàn)證，構(gòu)建從回收機(jī)制到高值利用的完整鏈條，推動(dòng)含氟材料的綠色循環(huán)發(fā)展，同時(shí)為其它類(lèi)型聚合物的回收和高值利用提供借鑒。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202505158

  北京化工大學(xué)曹鵬飛教授課題組網(wǎng)站,本課題組長(zhǎng)期招收博士后，同時(shí)歡迎想攻讀博士或碩士學(xué)位的同學(xué)報(bào)考本課題組：https://www.x-mol.com/groups/cao_pengfei

部分通迅作者簡(jiǎn)介：

  李崚灣，北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院副教授，主要研究高分子/納米纖維素基復(fù)合材料，被動(dòng)輻射降溫材料，X射線衍射表征等。2019年博士畢業(yè)于華南理工大學(xué)聚合物中心，2016-2018年期間在美國(guó)橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（ORNL）中子科學(xué)部進(jìn)行博士聯(lián)合培養(yǎng)，2019-2024年期間在瑞典皇家理工學(xué)院（KTH）從事博士后研究，2024年至今任職于北京化工大學(xué)。已發(fā)表Nat. Commun., PNAS, Adv. Mater., Angew. Chem.等SCI論文40余篇，他引1000余次；現(xiàn)主持項(xiàng)目2項(xiàng)，擔(dān)任Green Carbon和Polymer Science & Technology期刊青年編委。