【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及廢舊聚苯乙烯回收利用，具體涉及一種基于廢舊聚苯乙烯制備的多孔蠕蟲狀coo-ps復(fù)合材料的制備方法，以及通過該方法制備的多孔蠕蟲狀coo-ps復(fù)合材料及其應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、聚苯乙烯（ps）是一種熱塑性通用塑料，因其產(chǎn)品性能優(yōu)良而被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域。目前聚苯乙烯材料大多都是一次性使用產(chǎn)品，用完后即隨意廢棄，因而產(chǎn)生大量廢棄物。這些固體垃圾質(zhì)量輕，體積大、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在自然環(huán)境中長期存在不易降解，造成環(huán)境污染。因而，對廢舊聚苯乙烯的回收和利用具有重要意義。
2、目前，廢舊聚苯乙烯（ps）的回收和利用的主要技術(shù)包括以下兩種途徑：
3、一是再生利用。如中國專利cn?101307150?b專利技術(shù)了一種低成本廢舊聚苯乙烯回收利用的方法，是將廢舊的聚苯乙烯低溫?zé)釅骸⒔?jīng)過聚苯乙烯的良溶劑溶解、一次過濾去除不溶性雜質(zhì)、脫色，加入沉淀劑使其沉淀、二次過濾等工藝過程，將廢舊聚苯乙烯回收再生成聚苯乙烯粒料，回收的粒料可繼續(xù)生產(chǎn)聚苯乙烯下游產(chǎn)品。中國專利cn?101701073?b涉及一種廢舊聚苯乙烯功能化重塑的方法，是將聚苯乙烯泡沫預(yù)處理后，加入到不溶于水的有機(jī)溶劑中，使其溶解成聚苯乙烯溶脹體，加入到含有表面活性劑的水中，經(jīng)持續(xù)攪拌、加熱蒸餾、固液分離后即為成品聚苯乙烯顆粒，再將其浸泡到發(fā)泡劑中得到可發(fā)性聚苯乙烯顆粒(eps)。再如中國專利cn?115572410?a提供了一種廢舊聚苯乙烯的回收再利用方法，該方法在140～300℃的水中對廢舊聚苯乙烯進(jìn)行第一溶脹溶解，由于廢舊聚苯乙烯在140～300℃水中會
4、二是制備化學(xué)品。如中國專利cn?101423738?b專利技術(shù)了一種利用廢舊聚苯乙烯泡沫廢塑料制備無毒膠粘劑的方法，其工藝步驟為：(1)?將廢舊聚苯乙烯泡沫塑料剪切破碎成粒度為16～32目粉粒，隨后清洗烘干；(2)?用乙酸乙酯和d-檸檬烯的混合溶劑溶解；(3)?加入增塑劑鄰苯二甲酸二丁酯在76～78℃下攪拌60min?；(4)加入丙烯酸和順丁烯二酸酐混合改性劑，加熱攪拌；(5)?冷卻至50～55℃，隨后加入op-10乳化劑和十二烷基苯磺酸鈉，加熱攪拌混合均勻；(6)調(diào)節(jié)乳液ph?值，加入少量氫氧化鈉固體粉末，調(diào)節(jié)其ph?值為5～6，即得乳白色粘稠狀乳液膠粘劑。該專利技術(shù)方法存在的缺點在于工藝步驟復(fù)雜，部分試劑價格較貴。再如中國cn?101691425?b專利技術(shù)了一種利用廢舊聚苯乙烯泡沫塑料為原料制備吸附性樹脂材料的方法。該專利技術(shù)通過懸浮共聚法將廢舊聚苯乙烯(ps)?泡沫塑料制備成小球狀吸附性樹脂材料。但其制備過程需要先以苯乙烯單體(st)?溶解一定量的廢舊聚苯乙烯(ps)，以及需要使用二乙烯苯（交聯(lián)劑）、過氧化苯甲酰（引發(fā)劑）、正庚烷（致孔劑）、聚乙烯醇（穩(wěn)定劑）等多種試劑，降低了廢物利用的經(jīng)濟(jì)性。再如中國專利cn?113071024?b專利技術(shù)了一種廢舊塑料回收制備泡沫產(chǎn)品的方法，包括廢舊塑料挑選及預(yù)干燥處理、一次除雜、二次水洗、冷壓、破碎、減容消泡、漂洗、熔融擠出、造粒水冷、再發(fā)泡、熟化及成型等步驟。該專利技術(shù)可以實現(xiàn)對廢舊的可發(fā)性聚苯乙烯的回收再利用，但存在的缺點在工藝流程長，產(chǎn)生的廢水有機(jī)物含量高?。
5、中國專利cn?116284880?a公開了一種利用廢舊聚苯乙烯制備無鹵阻燃聚苯乙烯珠粒和可發(fā)性聚苯乙烯珠粒的方法。該專利技術(shù)以非水溶性復(fù)合無鹵阻燃劑和廢舊聚苯乙烯為原料，采用溶解-蒸餾-懸浮法實現(xiàn)阻燃劑和聚苯乙烯的有效復(fù)合，制備得到無鹵阻燃聚苯乙烯珠粒，再加入發(fā)泡劑制備得到無鹵阻燃可發(fā)性聚苯乙烯珠粒。
6、在現(xiàn)有技術(shù)中，對廢舊聚苯乙烯的利用不同程度地存在工藝步驟復(fù)雜，反應(yīng)試劑昂貴，經(jīng)濟(jì)效益不高的問題，因此，開發(fā)廢舊聚苯乙烯的新的利用途徑一直是科技工作者追求的目標(biāo)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于開發(fā)一種廢舊聚苯乙烯利用的新途徑，提供一種廢舊聚苯乙烯制備蠕蟲狀coo-ps復(fù)合材料的方法。
2、本專利技術(shù)的方法包括如下步驟：將質(zhì)量濃度為0.01-0.1g/ml的鈷鹽的乙酸溶液，按照體積比為1/1-1/3，加入到質(zhì)量濃度為0.01-0.15g/ml聚苯乙烯的鹵代烴溶液中，然后加熱至50-80℃攪拌均勻，得到混合液體，恒溫2?h-12?h；然后將混合液體冷卻至常溫，過濾析出的沉淀物，收集所述沉淀物，高溫?zé)崽幚淼玫蕉嗫兹湎x狀coo-ps復(fù)合材料材料。
3、優(yōu)選地，所述的鈷鹽為醋酸鈷或硝酸鈷。
4、優(yōu)選地，所述的鹵代烴溶劑包含二氯甲烷、三氯甲烷中的任意一種。
5、優(yōu)選地，所述的聚苯乙烯的鹵代烴溶液中，聚苯乙烯的粒徑大小為1nm-100?nm。
6、優(yōu)選地，所述的高溫?zé)崽幚淼臏囟葹?00-850℃，碳化時間1h-6h。
7、本專利技術(shù)還涉及一種利用上述的制備方法制備的蠕蟲狀金屬摻雜碳材料，所述的金屬摻雜碳材料具有均勻的蠕蟲狀和多孔結(jié)構(gòu)，可以應(yīng)用于吸附材料、光催化材料等領(lǐng)域。
8、本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及有益效果：
9、（1）本專利技術(shù)提供的一種蠕蟲狀coo-ps復(fù)合材料的制備方法，通過優(yōu)選溶劑，采用常規(guī)低沸點溶劑對聚苯乙烯（ps）進(jìn)行溶解，然后再與金屬化合物溶液混合，通過溶解-混溶-共析-熱處理等簡單的工藝步驟，得到的一種蠕蟲狀coo-ps復(fù)合材料，整體工藝過程所采用的試劑綠色廉價易于獲取，并且得到的coo-ps復(fù)合材料為蠕蟲狀并具有均勻的多孔結(jié)構(gòu)，可應(yīng)用于吸附材料、光催化材料等領(lǐng)域，為高效高價值利用廢舊聚苯乙烯提供了一種新的途徑。
10、（2）本專利技術(shù)方法經(jīng)過大量的試驗和優(yōu)選，發(fā)現(xiàn)將鈷鹽的乙酸溶液加入聚苯乙烯的鹵代烴溶液中，按照一定的物料配比，通過溶解-混溶-共析-熱處理過程可以實現(xiàn)聚苯乙烯與鈷鹽在微納米層面的結(jié)合，實現(xiàn)了在溫和的條件下即可增大鈷鹽和聚苯乙烯間的接觸面積，獲得的鈷鹽-聚苯乙烯中間體材料具有優(yōu)異的碳化及活化性能，整體方法工藝簡單、易操作控制、物耗能耗低，并且克服了現(xiàn)有的金屬化合物改性聚苯乙烯材料的制備方法中所存在的碳源材料難以破碎以及與活化劑較難均勻混合，導(dǎo)致二者有效接觸面積小、活化劑用量大、反應(yīng)不均一、產(chǎn)品收率低等技術(shù)問題。
11、（3）本專利技術(shù)優(yōu)選的技術(shù)方案中，采用的溶劑沸點較低，還可以實現(xiàn)回收再利用，進(jìn)一步極大地降低了廢舊高分子材料回收處理的成本，提高了回收產(chǎn)品的價值。
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1.一種多孔蠕蟲狀CoO-PS復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括：將質(zhì)量濃度為0.01-0.1g/mL的鈷鹽的乙酸溶液，按照體積比為1/1-1/3，加入到質(zhì)量濃度為0.01-0.15g/mL聚苯乙烯的鹵代烴溶液中，然后加熱至50-80℃攪拌均勻，得到混合液體，恒溫2?h-12?h；然后將混合液體冷卻至常溫，過濾析出的沉淀物，收集所述沉淀物，高溫?zé)崽幚淼玫蕉嗫兹湎x狀CoO-PS復(fù)合材料材料。
2.如權(quán)利要求1所述的多孔蠕蟲狀CoO-PS復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述的鈷鹽為醋酸鈷或硝酸鈷中的任意一種。
3.如權(quán)利要求1所述的多孔蠕蟲狀CoO-PS復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述的鹵代烴溶劑包含二氯甲烷、三氯甲烷中的任意一種。
4.如權(quán)利要求1所述的多孔蠕蟲狀CoO-PS復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述的聚苯乙烯的鹵代烴溶液中，聚苯乙烯的粒徑大小為1nm-100?nm。
5.如權(quán)利要求1所述的多孔蠕蟲狀CoO-PS復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述的高溫碳化的溫度為500-850℃，碳化時間1h-6h。
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7.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的多孔蠕蟲狀CoO-PS復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述的聚苯乙烯使用前粉碎至小于0.5cm×0.5cm的顆粒。
8.一種多孔蠕蟲狀CoO-PS復(fù)合材料，其特征在于，通過權(quán)利要求1至6中任一項所述的多孔蠕蟲狀CoO-PS復(fù)合材料的制備方法制得。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種多孔蠕蟲狀coo-ps復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括：將質(zhì)量濃度為0.01-0.1g/ml的鈷鹽的乙酸溶液，按照體積比為1/1-1/3，加入到質(zhì)量濃度為0.01-0.15g/ml聚苯乙烯的鹵代烴溶液中，然后加熱至50-80℃攪拌均勻，得到混合液體，恒溫2?h-12?h；然后將混合液體冷卻至常溫，過濾析出的沉淀物，收集所述沉淀物，高溫?zé)崽幚淼玫蕉嗫兹湎x狀coo-ps復(fù)合材料材料。
2.如權(quán)利要求1所述的多孔蠕蟲狀coo-ps復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述的鈷鹽為醋酸鈷或硝酸鈷中的任意一種。
3.如權(quán)利要求1所述的多孔蠕蟲狀coo-ps復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述的鹵代烴溶劑包含二氯甲烷、三氯甲烷中的任意一種。
4.如權(quán)利要求1所述的多孔蠕...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王雄雷，劉利娟，常濤，秦身鈞，谷占勇，
申請(專利權(quán))人：河北工程大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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