近日，我校化學化工學院陳剛教授團隊在環境科學與生態學領域TOP期刊《Journal of Environmental Management》（IF=8.7）發表題為《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展所需，是應對全球氣候變化、實現“碳達峰”“碳中和”目標的重要對策。該課題組前期關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）、廢棄有機玻璃中的聚甲基丙烯酸甲酯（Polymethylmethacrylate）等都與現用原油流動性改進劑有類似結構，因此可作為原油流動性改進劑的基礎原料，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，并且基本未進行資源化利用。各國的回收方式各不相同，甚至一些欠發達國家也沒有建立藥品回收系統。因此，為了最大化實現廢棄藥物利用價值，研究團隊基于對原油流動改進劑結構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改進劑為例進行研究。
研究發現：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%，傾點降低8.5°C。300 ppm PC可使HN油的粘度降低54.7%，并將傾點降低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改進劑的可能機理：在未添加PI的情況下，蠟晶呈現聚集羽毛狀結構，蠟晶排列緊湊而規則（如下圖（a）所示）；然而，添加500 ppm PI后蠟晶的形貌和結構發生轉變，蠟晶分散度增加（如下圖（b）所示）。
為了進一步探討該課題研究成果應用的可行性，對其進行成本分析。結果表明，相比于市售原油流動性改進劑，使用過期藥品作為流動改進劑的成本僅為每噸1062美元-1241美元，其中包括過期藥品的收集、運輸、處理、加工和包裝成本等。更重要的是，傳統的焚燒處理會增加CO2排放量約15000噸/年，實現廢棄藥品資源化利用可以將這些節省的碳排放量與需要企業進行交易，補償原油流動改進劑的生產。這項工作不僅為過期藥品資源化利用和低成本原油流動改進劑的研制提供了方法，也有助于推動“碳達峰”和“碳中和”目標的實現。
為了利用這些研究成果反哺教學，培養更多對環境保護和能源開發感興趣的大學生，該課題組還設計了適用于大學生科研訓練的綜合性實驗（《化學世界》，已接收）。通過該實驗，學生不僅可以參與廢棄物資源化利用的研究過程，學習和掌握相關的實驗技能，也將培養環境意識和創新精神。該實驗的推出將進一步豐富學生的科研訓練內容，培養出更多具有創新思維和實踐能力的優秀人才。
基于該課題的研究工作，已經獲得兩項“互聯網+”大賽校級銀獎。
文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2023.119524
