近日，我校化學(xué)化工學(xué)院陳剛教授團(tuán)隊(duì)在環(huán)境科學(xué)與生態(tài)學(xué)領(lǐng)域TOP期刊《Journal of Environmental Management》（IF=8.7）發(fā)表題為《Resource utilization of expired progesterone medicines as flow improver for waxy crude oils》的論文。西安石油大學(xué)為本論文的第一署名單位，碩士研究生臧蕓蕾為第一作者，陳剛教授為通訊作者。
廢棄物的資源化處置是目前全球綠色發(fā)展所需，是應(yīng)對(duì)全球氣候變化、實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”“碳中和”目標(biāo)的重要對(duì)策。該課題組前期關(guān)于廢棄物資源化利用的研究工作已取得了系列成果。廢棄一次性口罩中的聚丙烯（Polypropylene）、廢棄泡沫塑料中的聚苯乙烯（Polystyrene）、廢棄有機(jī)玻璃中的聚甲基丙烯酸甲酯（Polymethylmethacrylate）等都與現(xiàn)用原油流動(dòng)性改進(jìn)劑有類似結(jié)構(gòu)，因此可作為原油流動(dòng)性改進(jìn)劑的基礎(chǔ)原料，將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。論文鏈接：https://doi.org/10.3390/polym13152505；https://doi.org/10.1134/S0965544118010085；https://doi.org/10.1016/j.petrol.2017.12.041）。
過期藥品的回收和無害化處理成本高，并且基本未進(jìn)行資源化利用。各國的回收方式各不相同，甚至一些欠發(fā)達(dá)國家也沒有建立藥品回收系統(tǒng)。因此，為了最大化實(shí)現(xiàn)廢棄藥物利用價(jià)值，研究團(tuán)隊(duì)基于對(duì)原油流動(dòng)改進(jìn)劑結(jié)構(gòu)的理解和廢棄物資源化利用的概念，以黃體酮類藥物作為原油流動(dòng)改進(jìn)劑為例進(jìn)行研究。
研究發(fā)現(xiàn)：黃體酮注射液（PI）和黃體酮膠囊（PC）在不同原油中均起到一定的降粘劑和降凝劑的作用。500 ppm PI可使HN油樣粘度降低60.4%，傾點(diǎn)降低8.5°C。300 ppm PC可使HN油的粘度降低54.7%，并將傾點(diǎn)降低10.9°C。
通過DSC和蠟晶形貌分析，探討了該藥物作為原油流動(dòng)改進(jìn)劑的可能機(jī)理：在未添加PI的情況下，蠟晶呈現(xiàn)聚集羽毛狀結(jié)構(gòu)，蠟晶排列緊湊而規(guī)則（如下圖（a）所示）；然而，添加500 ppm PI后蠟晶的形貌和結(jié)構(gòu)發(fā)生轉(zhuǎn)變，蠟晶分散度增加（如下圖（b）所示）。
為了進(jìn)一步探討該課題研究成果應(yīng)用的可行性，對(duì)其進(jìn)行成本分析。結(jié)果表明，相比于市售原油流動(dòng)性改進(jìn)劑，使用過期藥品作為流動(dòng)改進(jìn)劑的成本僅為每噸1062美元-1241美元，其中包括過期藥品的收集、運(yùn)輸、處理、加工和包裝成本等。更重要的是，傳統(tǒng)的焚燒處理會(huì)增加CO2排放量約15000噸/年，實(shí)現(xiàn)廢棄藥品資源化利用可以將這些節(jié)省的碳排放量與需要企業(yè)進(jìn)行交易，補(bǔ)償原油流動(dòng)改進(jìn)劑的生產(chǎn)。這項(xiàng)工作不僅為過期藥品資源化利用和低成本原油流動(dòng)改進(jìn)劑的研制提供了方法，也有助于推動(dòng)“碳達(dá)峰”和“碳中和”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
為了利用這些研究成果反哺教學(xué)，培養(yǎng)更多對(duì)環(huán)境保護(hù)和能源開發(fā)感興趣的大學(xué)生，該課題組還設(shè)計(jì)了適用于大學(xué)生科研訓(xùn)練的綜合性實(shí)驗(yàn)（《化學(xué)世界》，已接收）。通過該實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不僅可以參與廢棄物資源化利用的研究過程，學(xué)習(xí)和掌握相關(guān)的實(shí)驗(yàn)技能，也將培養(yǎng)環(huán)境意識(shí)和創(chuàng)新精神。該實(shí)驗(yàn)的推出將進(jìn)一步豐富學(xué)生的科研訓(xùn)練內(nèi)容，培養(yǎng)出更多具有創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力的優(yōu)秀人才。
基于該課題的研究工作，已經(jīng)獲得兩項(xiàng)“互聯(lián)網(wǎng)+”大賽校級(jí)銀獎(jiǎng)。
文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2023.119524
