| 中國(guó)廣州華南農(nóng)業(yè)大學(xué)研究人員研究了一種有效、環(huán)保和可降解的聚烯烴材料幫助解決農(nóng)用聚烯烴難于回收問(wèn)題。
聚烯烴廣泛用于農(nóng)業(yè)應(yīng)用(例如，用于溫室，覆蓋或隧道膜)。事實(shí)上，據(jù)報(bào)道，80%的塑料覆蓋物由聚烯烴(例如聚乙烯)制成。雖然這種材料可以促進(jìn)良好的收獲，但大多數(shù)聚烯烴塑料地膜的處理是有問(wèn)題的。
研究人員使用PMMA表面改性TiO2納米粒子作為添加劑，以促進(jìn)聚乙烯的降解。他們發(fā)現(xiàn)，由LDPE制成的復(fù)合膜和這些改性納米粒子在紫外線照射后比純LDPE樣品顯示出更大的重量損失。此外，他們觀察到他們的輻射復(fù)合材料樣品的活力真菌生長(zhǎng)，這可能導(dǎo)，致膜的進(jìn)一步的生物降解。
以前已經(jīng)證明聚乙烯的氧化生物降解(例如非生物和生物降解)是解決這種塑料污染問(wèn)題的有希望的途徑。在該方法中，將促氧化劑添加劑(例如二氧化鈦，TiO2，納米顆粒)引入聚乙烯基質(zhì)中以加速非生物降解的速率。前氧化劑在UV照射下與水和氧反應(yīng)形成羥基，然后可以引發(fā)聚乙烯的降解。結(jié)果，較小的親水性分子片段可以在微生物(例如細(xì)菌，真菌和藻類)的存在下進(jìn)一步生物降解。然而，整個(gè)過(guò)程通常非常緩慢，并且受到納米顆粒附聚物的形成的限制。
研究人員已經(jīng)研究了使用聚(甲基丙烯酸甲酯)，PMMA作為TiO2納米顆粒表面的移植物來(lái)加速極性乙烯光氧化過(guò)程。這種親水涂層促進(jìn)水吸附，因此更多的水可用于光氧化。此外，研究人員意外地發(fā)現(xiàn)，這種TiO2納米顆粒的親水性改性改善了它們?cè)诰垡蚁┗|(zhì)內(nèi)的分散性和相容性(從而進(jìn)一步增強(qiáng)了光催化氧化)。
對(duì)于實(shí)驗(yàn)，使用純低密度聚乙烯(LDPE)的樣品，以及含有TiO2納米顆粒(TiO2/LDPE)或PMMA改性的TiO2納米顆粒(TiO2-g-PMMA/LDPE)的LDPE復(fù)合材料。研究人員在UV燈箱中在環(huán)境空氣下對(duì)膜進(jìn)行光催化氧化。從掃描電子顯微鏡(SEM)圖像可以觀察到幾種形態(tài)特征，表明TiO2-g-PMMA/LDPE樣品的氧化程度遠(yuǎn)高于純LDPE和TiO2/LDPE薄膜(經(jīng)過(guò)415小時(shí)的UV照射)。特別是研究人員發(fā)現(xiàn)，純LDPE薄膜的表面通過(guò)照射非常平滑和不變。相比之下，復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)基本上被照射過(guò)程所破壞。 |
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