لتخفيف مشكلة التلوث البيئي والسلامة البيئية الناجمة عن البوليمرات المهملة، من المهم تطوير استراتيجيات خضراء وفعالة لإعادة التدوير وإعادة الاستخدام. في هذه الدراسة، تم استخدام الإيثيلين-فينيلات إيثيلين (WEVA) من ألواح الطاقة الشمسية الفوتوفولتية المهملة كمصدر للكربون، وكلوريد الكوبالت أحادي المكون (CoCl₂) كمحفز، لإعداد هجين أكسيد الكوبالت@أنابيب الكربون النانوية (CoO@CNTs) من خلال طريقة كربنة تحفيزية خطوة واحدة، وتم استخدامه كحشو وظيفي لتعديل مقاومة الحريق للبولي كربونات (PC). أظهرت النتائج أن CoCl₂ يمكن أن يحفز بكفاءة كربنة WEVA، وعندما كانت نسبة المحفز 25 جم/100 جم من WEVA، بلغت نسبة إنتاج CoO@CNTs 44.3 جم/100 جم من WEVA؛ كما لوحظت أنابيب كربون متعددة الجدران مجوفة. أظهر CoO@CNTs المحضر أداءً ممتازًا في مقاومة اللهب وقمع الدخان في مركبات PC، وعند إضافة 3٪ بالوزن، بلغ مؤشر الأكسجين الحد الأقصى (LOI) 29.3٪، وحققت اختبار الاحتراق العمودي UL-94 الدرجة V0، وانخفضت ذروة إطلاق الحرارة (PHRR) بنسبة 52.8٪ مقارنة ببولي كربونات النقي، كما انخفضت ذروة إطلاق الدخان (PSPR) وذروة إنتاج أول أكسيد الكربون (PCOP) بنسبة 66.1٪ و66.3٪ على التوالي. وفي الوقت نفسه، أظهر CoO@CNTs تأثيرًا أفضل في مقاومة الحريق مقارنة بأنابيب الكربون التجارية. تُعزى آلية مقاومة الحريق بشكل رئيسي إلى التآزر بين CoO وCNTs: حيث يحفز CoO كربنة نواتج تحلل PC لزيادة كمية الفحم المتبقي في الطور المتماسك؛ وتعمل CNTs كهيكل لتعزيز قوة طبقة الفحم، مما يبني طبقة فحمية كثيفة تمنع بفعالية نقل الحرارة وانتشار الأكسجين وإطلاق الغازات القابلة للاشتعال. توفر هذه الدراسة فكرة جديدة خضراء واقتصادية لإعادة تدوير البوليمرات المهملة ذات القيمة العالية، وكذلك تقدم مواد شديدة الفعالية جديدة للحماية من اللهب في تحضير المركبات البوليمرية الوظيفية.

إعادة تدوير البوليمرات المهملة; الكربنة التحفيزية; أنابيب الكربون النانوية; البولي كربونات; مقاومة الحريق