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伴随着科学技术的飞速发展,电子产品的数量急剧增加而且使用周期不断缩短,当今世界正面临着前所未有的电子废弃物浪潮。越来越严格的法律法规对电子废弃物的处理与回收提出了更高的要求,日益增长的环境保护意识也推动了电子废弃物的回收处理工作的开展。其中,作为一种数量巨大的典型电子废弃物,废弃印刷线路板的合理处置及回收是一个相当复杂的问题,正引起世界各国研究者的广泛重视。本文主要从以下几个方面开展研究:
1、选择使用广泛、具有代表性的FR-4型印刷线路板作为研究对象,采用TG-FTIR(热重-傅立时红外光谱)联用的分析方法对废旧线路板废料的催化热解失重特性、反应动力学和产物生成特性进行了研究。结果表明:在添加催化剂ZSM-5分子筛、CaO、MgO时,以升温速率为20℃/min,氮气气氛下进行催化热解,废旧线路板废料催化热解失重的主要阶段发生在300~450℃间,催化热解反应符合一级反应动力学模型。FTIR的实时分析结果表明,催化热解的产物主要有CO2、CO、H2O和溴苯酚类和苯酚类等挥发性物质;产物的官能团种类不受催化剂的影响。通过热解反应动力学的计算,采用Coats-Redfern积分法进行数据处理,表明添加催化剂后废旧线路板的热解活化能降低,有利于热解反应的进行,确定ZSM-5分子筛效果最优。
2、在自制的管式热解反应器和热天平上进行废弃印刷线路板催化热解实验,考察添加有ZSM-5分子筛的废料的热解过程机理及主要影响因素。结果表明,热解终温、终温持续时间、升温速率对废料热解过程的影响最为显著。对此影响显著的因素进行正交实验设计,得出最佳实验操作条件:热解终温700℃、热解终温持续时间30min、升温速率10K·min-1。
3、进行了热解产物性质的分析表征及回收利用的可行性评价。采用现代分析方法对印刷线路板样品热解产物的组成、分布、分子结构以及理化等性质进行了较深入探讨,并对不同产物的资源化利用途径进行了探讨。