使用新型固体催化剂实现的创新CFRP回收技术 - 在低温下短时间内回收高质量碳纤维,为可持续资源循环和高性能材料的创造做出贡献 -
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类别:新闻稿 |发布于 2026 年 5 月 7 日
演示要点:
● 通过使用本研究小组开发的活性羟基磷灰石(*1)基氧化催化剂,我们成功开发了一种技术,可以在低温和短时间内仅氧化和分解碳纤维增强塑料(CFRP)(*2)的树脂部分,并在不损坏碳纤维的情况下回收碳纤维● 使用新型固体催化剂开发了一种创新的回收工艺,无需溶剂,对环境影响低(*3)● 有望成为连接资源循环和高性能材料创造的新技术,通过对CFRP废物进行高附加值再利用,为可持续材料利用做出贡献
摘要
由V体育生命与应用化学系的 Takashi Shirai 教授、项目副教授 Shin Taeko 和 Mai Goto(当时是工程学院生命与应用化学系)领导的研究小组开发了一种使用固体催化剂的碳纤维增强塑料 (CFRP) 的新型低温回收技术(图 1)。在这项研究中,我们使用自主开发的活性羟基磷灰石和多晶铂纳米颗粒(*4)作为固体催化剂,成功开发了一种技术,可以选择性地仅分解环氧树脂并以高品质回收它,而不损坏碳纤维。
该方法的特点是是一种环保工艺,在 400°C 或更低的低温下、20 分钟内进行,并且不使用任何有机溶剂。此外,我们还证明,两步热解过程可以使树脂成分完全氧化和分解,同时允许碳纤维回收,同时保留其结构和物理性能。此外,作为一种利用固体催化剂的低环境影响工艺,预计将有助于未来可持续材料设计和绿色化学的发展。
这项研究的详细信息将于 2026 年 4 月 9 日(英国时间)发表在英国皇家化学学会期刊上绿色化学
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术语表
(*1) 活性羟基磷灰石羟基磷灰石是具有磷灰石结构的磷酸钙的总称,化学计量HAp的化学式为Ca10(PO4)6(OH)2,Ca/P(Ca与P的摩尔比)为167。它利用其优良的有机亲和力、高吸附能力和离子交换能力,被称为应用于多种用途的功能陶瓷材料,如人工骨、人工牙根等生物陶瓷,广泛应用于高效液相色谱填料、蛋白质去除材料、抗菌剂载体等生物陶瓷中。在这项研究中,我们通过控制Ca/P比和表面酸碱性质,使用了具有增强催化活性的HAp。(参考:https://wwwnitechacjp/news/press/2020/8465html)
(*2) 碳纤维增强塑料 (CFRP)一种由轻质且坚固的碳纤维制成的复合材料,并用树脂硬化。它具有高强度和刚性,重量轻,并具有优良的耐腐蚀性和抗疲劳性。因此,它是一种先进材料,广泛应用于飞机、汽车、体育用品等领域。
(*3) 固体催化剂一种在保持固态的情况下加速化学反应的物质(催化剂),反应主要发生在其表面。催化剂本身由于可重复使用且变化少且易于分离,在工业上得到广泛应用。
(*4) 多晶铂纳米颗粒由纳米级铂制成的催化剂,由于其极大的比表面积而表现出高催化活性。反应物很容易吸附在表面,即使少量也能有效促进反应。应用于汽车尾气净化和燃料电池,在环境和能源领域发挥着重要作用。在这项研究中,我们使用了具有多晶结构的高活性铂纳米颗粒,利用微波加热引起的独特反应。
论文信息
论文标题:回收碳纤维:低温 CFRP 回收的绿色催化路线作者姓名:Yunzi Xin、Mai Goto、Takashi Shirai*(*通讯作者)出版杂志名称:绿色化学(IF:91)发布日期:2026 年 4 月 9 日(英国时间)网址:
联系信息
(研究相关)V体育生命与应用化学系白井隆教授电话:052-735-7536 电子邮件:shirai[在]nitechacjp(关于公共关系)V体育企划公关科电话:052-735-5647 电子邮件:pr[在]admnitechacjp
*请将每个 [at] 替换为 @。
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