废农用塑料与硝酸共热解氧化制肥料的研究

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地膜在农业上被广泛使用,因其具有抑制杂草生长和保温的作用,增加了农作物产量,因而农用薄膜的使用量逐年上升,同时由于地膜难降解的特性,以及缺乏有效的回收处理手段,经年累月的积累使得白色污染在田间地头泛滥。地膜的主要组分为聚乙烯,因此本文深入分析聚乙烯难降解的原因,采用氧化性酸和聚乙烯地膜共热解的方式生成含有营养元素的有机化合物,探究聚乙烯变成肥料的可行性,得到主要结论如下:1、聚乙烯与硝酸在加热条件下反应后,自身分子量会降低,生成分子量较小的四氢呋喃可溶物,生成可溶物的分子量会随反应时间、加入酸浓度、加入底物质量比和反应温度的变化而发生改变;产物中N元素含量之间也随着初始反应条件的改变而发生变化。2、聚乙烯薄膜在经过与硝酸的共热解反应后会生成含硝基、醇羟基、羰基和羧基在内的官能团;由于硝酸自身受热易分解的特性,反应结束后至多50%的硝酸会分解生生氮氧化物。3、在加热条件下,聚乙烯会被硫酸和磷酸氧化,使水不溶固体总质量增加,与硫酸反应过程中生成含S元素的化合物。硫酸与磷酸对聚乙烯的氧化过程较硝酸缓慢,只生成少量的四氢呋喃可溶物。4、硫酸与硝酸的混酸可以增加产物总收率和四氢呋喃可溶物收率,降低产物分子量,降低N元素的有效利用率。5、聚乙烯在经过与硝酸的共热解反应后可以在短时间内被降解,在实验的4个月期间内,水不溶固体的40%被降解,被降解组分主要为四氢呋喃可溶物,占总降解质量的93.25%,四氢呋喃不溶物部分占6.75%。
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