Recyclage chimique à haute valeur ajoutée du nylon usagé pour la production d’un cadre métallique-organique à base d’aluminium et ses performances hydrovoltaïques

Xin-yao Zhang ,  

Xiao-yan Zhu ,  

Xue-ying Wen ,  

Gui-xin Hu ,  

Hui-yue Wang ,  

Zhi-kun Dai ,  

Ran Niu ,  

Jiang Gong ,  

摘要

Le nylon usagé est difficile à dégrader et les voies de valorisation à haute valeur ajoutée sont limitées. Sa transformation en matériaux fonctionnels revêt une grande importance. Cette étude utilise le nylon 66 usagé comme matière première. Le liquide de dégradation obtenu par hydrolyse alcaline n'a pas besoin d'être séparé ni purifié, et des sels d'aluminium sont directement introduits dans la phase aqueuse. Les produits de dégradation, acide adipique (adipic acid, abrégé ADP), servent de ligands organiques pour construire un matériau à cadre métallique-organique à base d'aluminium (MOF) nommé Al-ADP, réalisant une conversion verte du nylon usagé en matériau MOF fonctionnel. Al-ADP possède une structure de type MIL-53(Al), une morphologie en nanofleur formée par l’assemblage de nanobâtonnets, avec une structure poreuse hiérarchique combinant micropores. Après réticulation d'Al-ADP avec du polyvinyl alcool, chargé sur la surface d’un tissu non tissé viscose, un dispositif de membrane flexible de génération hydrovoltaïque a été construit. À 20 ℃ et 59 % d’humidité relative, il produit une sortie stable de 0,41 V et 4,76 µA. Un test d’intégration en extérieur avec 20 dispositifs a réalisé une sortie en série de 6,59 V et un courant en parallèle de 38 µA. Les simulations de dynamique moléculaire montrent que le coefficient de diffusion de Na+ est supérieur à celui de Cl-, prouvant que l’évaporateur à membrane Al-ADP favorise la migration ionique sélective par la double couche électrique d’interface et les voies de transport continues, réalisant ainsi une séparation stable des charges. Cette étude offre une conversion à haute valeur ajoutée du nylon usagé en matériaux MOF fonctionnels, apportant une nouvelle idée pour la conception des matériaux de génération électrique par évaporation et la valorisation des déchets plastiques.

关键词

Matériaux à cadre métallique-organique;Nylon usagé;Recyclage chimique à haute valeur ajoutée;Génération hydrovoltaïque;Valorisation haute valeur des déchets plastiques

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