中文简体
Промышленные ионные жидкости играют важную роль в содействии реализации целей экономики замкнутого цикла благодаря своим уникальным физическим и химическим свойствам и технологичности. Экономика замкнутого цикла делает упор на эффективное использование ресурсов, минимизацию отходов и устойчивую переработку материалов, а промышленные ионные жидкости обеспечивают техническую поддержку этой концепции во многих аспектах.
1. Повышение эффективности использования ресурсов.
Эффективный катализ и конверсия. Промышленные ионные жидкости можно использовать в качестве эффективных катализаторов или реакционных сред для преобразования отходов в ценные химикаты или топливо. Например:
При переработке биомассы ионные жидкости могут эффективно растворять целлюлозу и лигнин и превращать их в биотопливо или химические вещества с высокой добавленной стоимостью.
При разложении пластика ионные жидкости могут катализировать химическую переработку пластмасс, таких как ПЭТ, расщепляя их на исходные мономеры (такие как терефталевая кислота и этиленгликоль), тем самым обеспечивая замкнутый цикл использования ресурсов.
Селективное разделение: регулируя структуру ионных жидкостей, они могут избирательно извлекать или отделять определенные компоненты (такие как ионы металлов или органические соединения), чтобы улучшить скорость восстановления ресурсов.
2. Осуществить переработку материалов.
Регенерация и повторное использование ионных жидкостей. Промышленные ионные жидкости обладают хорошей химической стабильностью и низкой летучестью и могут быть регенерированы простыми физическими или химическими методами (такими как испарение, экстракция или нагревание). Это позволяет многократно перерабатывать их, сокращая расход новых материалов.
Например, в процессе улавливания газа некоторые ионные жидкости могут высвобождать захваченный газ и восстанавливать его активность посредством технологии поглощения при перепаде температуры (TSA) или поглощения при перепаде давления (PSA).
При каталитическом крекинге или других химических процессах длительный срок службы и возможность вторичной переработки ионных жидких катализаторов значительно сокращают образование отходов.
Система циркуляции с замкнутым контуром. Конструкция ионных жидкостей позволяет им образовывать систему циркуляции с замкнутым контуром в определенных процессах. Например, в процессе электролиза алюминия ионные жидкости с низкой температурой плавления могут заменить традиционные криолитовые электролиты, избегая образования токсичных побочных продуктов и осуществляя переработку электролитов.
3. Сокращение выбросов отходов
Зеленые растворители заменяют традиционные вредные растворители: промышленные ионные жидкости могут заменить традиционные органические растворители (такие как летучие органические соединения, летучие органические соединения) благодаря их низкой летучести и нетоксичности, тем самым снижая выбросы вредных газов и загрязнение окружающей среды.
Например, в фармацевтической промышленности ионные жидкости в качестве реакционной среды позволяют избежать использования органических растворителей и снизить содержание загрязняющих веществ в сточных водах и отходящих газах.
Уменьшите образование побочных продуктов: высокая селективность и управляемость ионных жидкостей могут значительно снизить возникновение побочных реакций, тем самым уменьшая количество образующихся отходов. Например, в нефтехимической промышленности ионные жидкие катализаторы могут препятствовать образованию углеродистых отложений и кокса, продлевать срок службы оборудования и снижать затраты на переработку остатков отходов.
4. Содействие использованию ресурсов отходов.
Улавливание и утилизация CO₂: промышленные ионные жидкости хорошо справляются с улавливанием CO₂, а уловленный CO₂ может быть дополнительно преобразован в полезные химические вещества (такие как метанол, мочевина или карбонат). Эта модель «утилизации улавливания» реализует переработку углеродных ресурсов.
Переработка отходов. Ионные жидкости также играют важную роль в переработке электронных отходов, аккумуляторов и пластиковых отходов. Например:
При переработке литиевых батарей ионные жидкости могут эффективно извлекать драгоценные металлы, такие как литий и кобальт, тем самым обеспечивая повторное использование этих дефицитных ресурсов.
При переработке пластика ионные жидкости могут катализировать разложение термореактивных пластиков, позволяя им повторно войти в производственный цикл.
5. Энергосбережение и снижение воздействия на окружающую среду.
Мягкие условия реакции: ионные жидкости могут реагировать при более низких температурах и давлениях, что значительно снижает потребление энергии. Например, в некоторых каталитических реакциях использование ионных жидкостей может снизить потребность в энергии в условиях высокой температуры и высокого давления, что соответствует принципу «сбережения и снижения потребления энергии» в экономике замкнутого цикла.
Сократите затраты на транспортировку и хранение. Благодаря энергонезависимости и стабильности ионных жидкостей они не будут протекать или теряться во время транспортировки и хранения, что снижает дополнительные потери ресурсов.
6. Поддержка устойчивого управления цепочками поставок.
Использование возобновляемого сырья. Некоторые промышленные ионные жидкости можно приготовить из возобновляемых ресурсов (таких как растительные экстракты или соединения биологического происхождения), тем самым снижая зависимость от ископаемых ресурсов.
Например, ионные жидкости на основе катионов холина можно получать из природных источников, что является одновременно экологически чистым и экономичным.
Модульная конструкция. Гибкость молекулярной конструкции ионных жидкостей позволяет компаниям настраивать продукцию в соответствии с конкретными потребностями, тем самым сокращая перепроизводство и потери ресурсов.
Промышленные ионные жидкости обеспечивают мощную техническую поддержку цели экономики замкнутого цикла благодаря их эффективному катализу, селективному разделению, возможности вторичной переработки и использованию ресурсов. Они могут не только сократить отходы ресурсов и загрязнение окружающей среды, но также способствовать повторному использованию отходов и устойчивому развитию. Благодаря постоянному развитию технологий и постепенному снижению затрат промышленные ионные жидкости будут играть более важную роль в будущей системе экономики замкнутого цикла и станут ключевой силой в продвижении зеленой промышленной революции.
