废旧电视机外壳热解油的纳米Pd/C催化剂的脱溴与净化的实验和理论研究
发布时间：2021-05-10 17:38
废旧电子电气产品中的阻燃塑料大多以填埋或焚烧的方式进行处理,这两种方式不仅浪费资源而且对环境造成极大污染。高温热解是将阻燃塑料油化的唯一途径,也是资源化回收利用废旧电子电气中阻燃塑料的有效途径之一。但由于溴代物阻燃剂的存在,给塑料热解油的应用前景提出挑战。虽然经过脱溴净化处理后的热解油经进一步分离可作为化工原料,但由于热解油组成体系的复杂性,使工艺流程极大地复杂化,因此热解油作为化工原料的应用前景受到严重限制。燃料油在我国的需求量极大,如果阻燃塑料热解油的性能指标可以达到燃料油的相应标准,可代替燃料油作为炉燃料使用,在节能与环保方面将具有现实意义。以含有十溴联苯醚为主要阻燃剂的废旧电视机外壳为研究对象,本论文选用两级真空无害化热解处理的技术路线,并采用纳米金属催化脱溴的技术方案对第二段热解油中的主要溴代物和含有溴代物的热解油进行脱溴净化处理。相关的技术和理论研究内容与结果如下:本文首先采用SEM,FTIR,GC/MS,TG/DTG等技术手段,研究了废旧电视机外壳的塑料类型,主要元素组成,阻燃剂类型,真空热解过程和热解动力学。建立了热解动力学模型。结果表明,电视机外壳塑料是典型的高抗冲聚...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：144 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题的研究背景及研究意义
1.2 电子电气产品中塑料的使用情况
1.3 废旧电子电气塑料的处置与回收方法
1.3.1 安全填埋
1.3.2 焚烧
1.3.3 再生利用
1.3.4 热分解
1.4 废旧电子电气塑料中溴代物阻燃剂的鉴别及处理技术
1.4.1 阻燃剂的鉴别技术应用进展
1.4.2 阻燃剂的处理技术
1.5 纳米金属粒子脱卤净化应用的研究进展
1.5.1 脱卤原理与机理研究
1.5.2 纳米金属的制备
1.5.3 纳米金属的选择和应用效果
1.5.4 脱卤动力学研究
1.5.5 影响脱卤效果的主要因素
1.6 课题的来源及主要研究内容
1.6.1 课题来源
1.6.2 主要研究内容
第二章 实验部分
2.1 废旧电视机外壳中主要组分的检测
2.1.1 电视机外壳塑料类型的分析
2.1.2 电视机外壳的主要元素分析
2.1.3 电视机外壳中阻燃剂的提取及检测
2.2 废旧电视机外壳的热分析实验及动力学分析
2.2.1 热重实验
2.2.2 动力学分析
2.3 废旧电视机外壳热解油的制备及组分分析
2.3.1 热解条件的选择
2.3.2 热解油组分分析
2.4 溴代物的脱溴实验
2.4.1 理论依据
2.4.2 异丙醇的脱氢实验
2.4.3 脱溴对象的选择
2.4.4 单类溴代物脱溴实验条件的选择
2.4.5 催化剂寿命评价
2.4.6 1,2,4,5-四溴苯和十溴联苯醚共存体系的脱溴反应实验
2.4.7 实验步骤
2.5 热解油的脱溴净化实验及净化热解油性能指标测试
2.5.1 废旧电视机外壳热解油的脱溴净化实验
2.5.2 净化热解油性能指标的测试
2.6 本研究的实验装置与主要仪器
2.6.1 热解设备
2.6.2 脱溴实验装置
2.6.3 气相色谱/质谱（GC/MS）联用仪
2.6.4 高效液相色谱分析仪（HPLC）
2.6.5 红外光谱仪（FTIR）
2.6.6 扫描电子显微镜（SEM）
2.6.7 超声清洗仪
2.6.8 离子色谱仪
2.7 本研究所用材料和主要试剂药品
2.7.1 所用材料
2.7.2 所用主要试剂药品
第三章 热解油的制备
3.1 塑料类型及主要元素分析结果
3.2 阻燃剂类型的确定
3.3 废旧电视机外壳的热失重特点及动力学分析
3.3.1 废旧电视机外壳的热失重特点
3.3.2 动力学分析
3.3.3 废旧电视机外壳的固定床真空热解
3.4 本章小结
第四章 不同体系中1,2,4,5-四溴苯和十溴联苯醚的脱溴实验研究
4.1 催化剂选择的理论依据
4.1.1 金属催化剂的电子结构与催化活性
4.1.2 金属催化剂的几何因素与催化活性
4.2 不同条件下异丙醇的转化率研究
4.2.1 异丙醇的转化率研究
4.2.2 不同NaOH 浓度对异丙醇转化率的影响
4.2.3 小结
4.3 不同实验条件下1,2,4,5-四溴苯的脱溴研究
4.3.1 不同催化剂用量对1,2,4,5-四溴苯脱溴效果的影响
4.3.2 不同NaOH 浓度对1,2,4,5-四溴苯脱溴效果的影响
4.3.3 不同温度对1,2,4,5-四溴苯脱溴效果的影响
4.3.4 不同烃类化合物对1,2,4,5-四溴苯脱溴效果的影响
4.3.5 催化剂的重复使用性能评价
4.3.6 体系中Br 的产物归宿研究
4.3.7 小结
4.4 不同实验条件下十溴联苯醚的脱溴研究
4.4.1 十溴联苯醚在不同溶剂中的溶解度实验
4.4.2 实验条件的选择
4.4.3 十溴联苯醚的脱溴路径推断
4.4.4 小结
第五章 1,2,4,5-四溴苯降解反应动力学及微观机理研究
5.1 1,2,4,5-四溴苯降解路径推断
5.2 反应动力学模型的选择
5.2.1 多相催化反应动力学
5.2.2 1,2,4,5-四溴苯脱溴的动力学
5.3 1,2,4,5-四溴苯脱溴的微观机理研究
5.4 本章小结
第六章 1,2,4,5-四溴苯与十溴联苯醚共存体系的脱溴研究
6.1 高效液相色谱检测条件的选择
6.2 pH 值对1,2,4,5-四溴苯和十溴联苯醚的脱溴效果影响
6.3 不同甲苯添加量对1,2,4,5-四溴苯和十溴联苯醚的脱溴效果影响
6.4 本章小结
第七章 废旧电视机外壳热解油的脱溴净化研究
7.1 热解油的脱溴净化实验
7.2 脱溴净化处理的热解油物化性能指标
7.3 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]颗粒物上十溴联苯醚的光降解反应[J]. 祖耕武,文晟,盛国英,傅家谟. 生态环境学报. 2009(01)
[2]光源和溶剂对十溴联苯醚光降解的影响[J]. 张梅,林匡飞,刘莉莉,张卫,章立勇,杨莎莎,苏爱华. 环境污染与防治. 2009(01)
[3]气相色谱-质谱法测定电子电气产品中多溴二苯醚及多溴联苯[J]. 吴惠勤,黄晓兰,黄芳,林晓珊. 分析化学. 2007(03)
[4]聚苯乙烯在空气中热降解的化学动力学研究[J]. 吴用,曾文茹. 安徽化工. 2006(06)
[5]废弃电子设备中塑料的回收利用[J]. 徐敏,李光明,贺文智. 塑料工业. 2006(04)
[6]红外光谱法定性筛选电子电气产品中多溴联苯和多溴联苯醚[J]. 萧达辉,肖前,周明辉,刘莹峰,翟翠萍,郑建国. 中国塑料. 2005(12)
[7]高分辨气相色谱-高分辨质谱测定活性污泥中的多溴联苯醚[J]. 王亚伟,张庆华,刘汉霞,江桂斌. 色谱. 2005(05)
[8]我国电子电器废物处理处置政策、技术及设施[J]. 李金惠,温雪峰,刘彤宙,本多俊一. 家电科技. 2005(01)
[9]含卤废旧塑料的脱卤技术研究进展[J]. 彭绍洪,陈烈强,蔡明招. 塑料工业. 2004(11)
[10]微波萃取技术[J]. 符嫦娥,韩伟. 化工技术与开发. 2004(01)
本文编号：3179780
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：144 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题的研究背景及研究意义
1.2 电子电气产品中塑料的使用情况
1.3 废旧电子电气塑料的处置与回收方法
1.3.1 安全填埋
1.3.2 焚烧
1.3.3 再生利用
1.3.4 热分解
1.4 废旧电子电气塑料中溴代物阻燃剂的鉴别及处理技术
1.4.1 阻燃剂的鉴别技术应用进展
1.4.2 阻燃剂的处理技术
1.5 纳米金属粒子脱卤净化应用的研究进展
1.5.1 脱卤原理与机理研究
1.5.2 纳米金属的制备
1.5.3 纳米金属的选择和应用效果
1.5.4 脱卤动力学研究
1.5.5 影响脱卤效果的主要因素
1.6 课题的来源及主要研究内容
1.6.1 课题来源
1.6.2 主要研究内容
第二章 实验部分
2.1 废旧电视机外壳中主要组分的检测
2.1.1 电视机外壳塑料类型的分析
2.1.2 电视机外壳的主要元素分析
2.1.3 电视机外壳中阻燃剂的提取及检测
2.2 废旧电视机外壳的热分析实验及动力学分析
2.2.1 热重实验
2.2.2 动力学分析
2.3 废旧电视机外壳热解油的制备及组分分析
2.3.1 热解条件的选择
2.3.2 热解油组分分析
2.4 溴代物的脱溴实验
2.4.1 理论依据
2.4.2 异丙醇的脱氢实验
2.4.3 脱溴对象的选择
2.4.4 单类溴代物脱溴实验条件的选择
2.4.5 催化剂寿命评价
2.4.6 1,2,4,5-四溴苯和十溴联苯醚共存体系的脱溴反应实验
2.4.7 实验步骤
2.5 热解油的脱溴净化实验及净化热解油性能指标测试
2.5.1 废旧电视机外壳热解油的脱溴净化实验
2.5.2 净化热解油性能指标的测试
2.6 本研究的实验装置与主要仪器
2.6.1 热解设备
2.6.2 脱溴实验装置
2.6.3 气相色谱/质谱（GC/MS）联用仪
2.6.4 高效液相色谱分析仪（HPLC）
2.6.5 红外光谱仪（FTIR）
2.6.6 扫描电子显微镜（SEM）
2.6.7 超声清洗仪
2.6.8 离子色谱仪
2.7 本研究所用材料和主要试剂药品
2.7.1 所用材料
2.7.2 所用主要试剂药品
第三章 热解油的制备
3.1 塑料类型及主要元素分析结果
3.2 阻燃剂类型的确定
3.3 废旧电视机外壳的热失重特点及动力学分析
3.3.1 废旧电视机外壳的热失重特点
3.3.2 动力学分析
3.3.3 废旧电视机外壳的固定床真空热解
3.4 本章小结
第四章 不同体系中1,2,4,5-四溴苯和十溴联苯醚的脱溴实验研究
4.1 催化剂选择的理论依据
4.1.1 金属催化剂的电子结构与催化活性
4.1.2 金属催化剂的几何因素与催化活性
4.2 不同条件下异丙醇的转化率研究
4.2.1 异丙醇的转化率研究
4.2.2 不同NaOH 浓度对异丙醇转化率的影响
4.2.3 小结
4.3 不同实验条件下1,2,4,5-四溴苯的脱溴研究
4.3.1 不同催化剂用量对1,2,4,5-四溴苯脱溴效果的影响
4.3.2 不同NaOH 浓度对1,2,4,5-四溴苯脱溴效果的影响
4.3.3 不同温度对1,2,4,5-四溴苯脱溴效果的影响
4.3.4 不同烃类化合物对1,2,4,5-四溴苯脱溴效果的影响
4.3.5 催化剂的重复使用性能评价
4.3.6 体系中Br 的产物归宿研究
4.3.7 小结
4.4 不同实验条件下十溴联苯醚的脱溴研究
4.4.1 十溴联苯醚在不同溶剂中的溶解度实验
4.4.2 实验条件的选择
4.4.3 十溴联苯醚的脱溴路径推断
4.4.4 小结
第五章 1,2,4,5-四溴苯降解反应动力学及微观机理研究
5.1 1,2,4,5-四溴苯降解路径推断
5.2 反应动力学模型的选择
5.2.1 多相催化反应动力学
5.2.2 1,2,4,5-四溴苯脱溴的动力学
5.3 1,2,4,5-四溴苯脱溴的微观机理研究
5.4 本章小结
第六章 1,2,4,5-四溴苯与十溴联苯醚共存体系的脱溴研究
6.1 高效液相色谱检测条件的选择
6.2 pH 值对1,2,4,5-四溴苯和十溴联苯醚的脱溴效果影响
6.3 不同甲苯添加量对1,2,4,5-四溴苯和十溴联苯醚的脱溴效果影响
6.4 本章小结
第七章 废旧电视机外壳热解油的脱溴净化研究
7.1 热解油的脱溴净化实验
7.2 脱溴净化处理的热解油物化性能指标
7.3 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]颗粒物上十溴联苯醚的光降解反应[J]. 祖耕武,文晟,盛国英,傅家谟. 生态环境学报. 2009(01)
[2]光源和溶剂对十溴联苯醚光降解的影响[J]. 张梅,林匡飞,刘莉莉,张卫,章立勇,杨莎莎,苏爱华. 环境污染与防治. 2009(01)
[3]气相色谱-质谱法测定电子电气产品中多溴二苯醚及多溴联苯[J]. 吴惠勤,黄晓兰,黄芳,林晓珊. 分析化学. 2007(03)
[4]聚苯乙烯在空气中热降解的化学动力学研究[J]. 吴用,曾文茹. 安徽化工. 2006(06)
[5]废弃电子设备中塑料的回收利用[J]. 徐敏,李光明,贺文智. 塑料工业. 2006(04)
[6]红外光谱法定性筛选电子电气产品中多溴联苯和多溴联苯醚[J]. 萧达辉,肖前,周明辉,刘莹峰,翟翠萍,郑建国. 中国塑料. 2005(12)
[7]高分辨气相色谱-高分辨质谱测定活性污泥中的多溴联苯醚[J]. 王亚伟,张庆华,刘汉霞,江桂斌. 色谱. 2005(05)
[8]我国电子电器废物处理处置政策、技术及设施[J]. 李金惠,温雪峰,刘彤宙,本多俊一. 家电科技. 2005(01)
[9]含卤废旧塑料的脱卤技术研究进展[J]. 彭绍洪,陈烈强,蔡明招. 塑料工业. 2004(11)
[10]微波萃取技术[J]. 符嫦娥,韩伟. 化工技术与开发. 2004(01)
本文编号：3179780
本文链接：https://www.wllwen.com/shengtaihuanjingbaohulunwen/3179780.html
