我校陈刚教授团队在《Journal of Environmental Management》上发表废弃物资源化利用研究论文-西安石油大学招生办网站新版

近日，我校化学化工学院陈刚教授团队在环境科学与生态学领域TOP期刊《Journal of Environmental Management》（IF=8.7）发表题为《Resource utilization of expired progesterone medicines as flow improver for waxy crude oils》的论文。西安石油大学为本论文的第一署名单位，硕士研究生臧芸蕾为第一作者，陈刚教授为通讯作者。

废弃物的资源化处置是目前全球绿色发展所需，是应对全球气候变化、实现“碳达峰”“碳中和”目标的重要对策。该课题组前期关于废弃物资源化利用的研究工作已取得了系列成果。废弃一次性口罩中的聚丙烯（Polypropylene）、废弃泡沫塑料中的聚苯乙烯（Polystyrene）、废弃有机玻璃中的聚甲基丙烯酸甲酯（Polymethylmethacrylate）等都与现用原油流动性改进剂有类似结构，因此可作为原油流动性改进剂的基础原料，将其改性后加入原油后可以起到降粘和降凝作用（Journal of Cleaner Production, 2022, 358, 131903;Polymers, 2021, 13(15): 2505;Pet.Chem.,2018, 58(1), 85-88;J. Petro. Sci. Eng., 2018,165, 1049-1053。论文链接：https://doi.org/10.3390/polym13152505；https://doi.org/10.1134/S0965544118010085；https://doi.org/10.1016/j.petrol.2017.12.041）。

过期药品的回收和无害化处理成本高，并且基本未进行资源化利用。各国的回收方式各不相同，甚至一些欠发达国家也没有建立药品回收系统。因此，为了最大化实现废弃药物利用价值，研究团队基于对原油流动改进剂结构的理解和废弃物资源化利用的概念，以黄体酮类药物作为原油流动改进剂为例进行研究。

研究发现：黄体酮注射液（PI）和黄体酮胶囊（PC）在不同原油中均起到一定的降粘剂和降凝剂的作用。500 ppm PI可使HN油样粘度降低60.4%，倾点降低8.5°C。300 ppm PC可使HN油的粘度降低54.7%，并将倾点降低10.9°C。

通过DSC和蜡晶形貌分析，探讨了该药物作为原油流动改进剂的可能机理：在未添加PI的情况下，蜡晶呈现聚集羽毛状结构，蜡晶排列紧凑而规则（如下图（a）所示）；然而，添加500 ppm PI后蜡晶的形貌和结构发生转变，蜡晶分散度增加（如下图（b）所示）。

为了进一步探讨该课题研究成果应用的可行性，对其进行成本分析。结果表明，相比于市售原油流动性改进剂，使用过期药品作为流动改进剂的成本仅为每吨1062美元-1241美元，其中包括过期药品的收集、运输、处理、加工和包装成本等。更重要的是，传统的焚烧处理会增加CO₂排放量约15000吨/年，实现废弃药品资源化利用可以将这些节省的碳排放量与需要企业进行交易，补偿原油流动改进剂的生产。这项工作不仅为过期药品资源化利用和低成本原油流动改进剂的研制提供了方法，也有助于推动“碳达峰”和“碳中和”目标的实现。

为了利用这些研究成果反哺教学，培养更多对环境保护和能源开发感兴趣的大学生，该课题组还设计了适用于大学生科研训练的综合性实验（《化学世界》，已接收）。通过该实验，学生不仅可以参与废弃物资源化利用的研究过程，学习和掌握相关的实验技能，也将培养环境意识和创新精神。该实验的推出将进一步丰富学生的科研训练内容，培养出更多具有创新思维和实践能力的优秀人才。

基于该课题的研究工作，已经获得两项“互联网+”大赛校级银奖。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2023.119524