塑料的特性使其对现代生活的各种用途非常有用。但由此产生的废物的影响正在引发严重的环境问题，因为大多数使用的塑料都是不可生物降解的。尽管有人尝试开发环保塑料，但其生产仍处于初期阶段。因此，迫切需要一种有效的方法，从生活和工业废物中回收和再加工不同类型的塑料，以进行回收以供进一步使用。这篇综述重点介绍了四种主要的光谱方法，红外（IR）光谱法、激光诱导击穿光谱法（LIBS）、激光诱导荧光光谱法(LIF)和拉曼光谱，因为它们的速度、特异性和日常使用只需极少的人工干预，非常适合塑料识别和分类。讨论了这些光谱方法的应用现状及其在开发面向工业的塑料垃圾回收塑料分选系统中的应用范围。

图1.常用于塑料垃圾分类的方法。

吸收/反射光谱技术：红外光谱

红外(IR)光谱技术使用材料通过反射或透射对红外辐射的响应，用于探究材料的吸收光谱。该吸收光谱对应于样品中分子振动光谱的能级跃迁。由于振动光谱和相应的能态是特定分子结构的特征，因此该技术可用于获得样品的结构和组成。由于大多数塑料材料具有特征红外光谱，因此该技术已应用于塑料的识别。

散射和发射技术-拉曼光谱

与红外光谱一样，分子的拉曼光谱提供分子中化学基团的“指纹”信息，即使在复杂的混合物中也能明确识别分子成分。拉曼光谱基于非弹性散射通过辐射场和分子之间的相互作用，用于分子物种的识别。

图2.红外反射（a）和拉曼光谱（b)的光路示意图。

荧光光谱技术

荧光光谱分析来自样品的荧光发射以实现识别/表征。具有荧光活性的材料在吸收电磁辐射后会发出与单重激发态最低能级和基态能级能量差相对应的波长，这是每种材料的特性，可以根据发射波长对材料进行表征。

激光诱导击穿光谱

在LIBS中，高功率激光脉冲用于分解样品以产生微观尺度的等离子体。在实际实践中，只有纳微克的样品被破坏形成等离子体，并且该技术实际上是非破坏性的。此外，如果需要，仅对薄顶层进行烧蚀的这种能力允许逐层分析（例如，多层封装材料）。LIBS不需要样品制备，可以“原样”进行——即使是远程的，也可以提供元素和分子信息，而且速度极快，仅需微毫秒。因此，它是许多工业或相关应用的理想选择，例如自动连续监控和分拣。

图3.荧光光谱（a）激光诱导击穿光谱（b）的光路示意图。

第一作者：U.K.Adarsh

通讯作者：V.K.Unnikrishnan

通讯单位：ManipalAcademyofHigherEducation

文献链接：

转载请注明:http://www.aideyishus.com/lkcf/781.html