廢舊光盤在離子液體中的甲醇醇解反應(yīng)

1、廢舊光盤在離子液體中的甲醇醇解反應(yīng)       表離子液體的重復(fù)使用性能 圖重復(fù)回用次前后 的曲線產(chǎn)物結(jié)構(gòu)表征醇解所得產(chǎn)物的紅外譜圖見圖，通過與標(biāo)準(zhǔn)譜圖 （圖）對比可以看出，二者幾乎完全吻合，證明所得產(chǎn)品為雙酚。        結(jié)論（）開發(fā)了以離子液體氯化丁基甲基咪唑 為反應(yīng)介質(zhì)和催化劑進(jìn)行廢舊光盤甲醇醇解回收的新方法，與現(xiàn)有的工藝相比，不需要任何傳統(tǒng)酸堿催化劑，顯著減少了三廢排放，緩和了反應(yīng)條件，并且可以實現(xiàn)催化劑的重復(fù)使用。    （

2、0;   ）考察了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、甲醇用量、離子液體用量等條件對光盤醇解反應(yīng)結(jié)果的影響。得到的較佳反應(yīng)條件為：反應(yīng)溫度，（甲醇）（光盤），（光盤）（），反應(yīng)時間為。在上述條件下，光盤醇解率和收率分別大于和。該離子液體體系重復(fù)使用次后，光盤醇解率和收率沒有明顯降低。    （    ）采用技術(shù)對醇解產(chǎn)物進(jìn)行了表征，證明所得的產(chǎn)物是雙酚。        （林德茂）（化學(xué)工程與裝備），：，（）：，：， ，（）：，（）：，（）（），（）：， ，：（陳磊），（吳

3、勇強），（倪燕慧），（黃科），（朱子彬）（）（化·· 化工學(xué)報 第卷表反應(yīng)溫度對反應(yīng)結(jié)果的影響 ：，（）（），（）（）反應(yīng)時間對醇解反應(yīng)結(jié)果的影響表為反應(yīng)時間對光盤醇解反應(yīng)結(jié)果的影響。    由表    可以看出，隨著反應(yīng)時間的增長，光盤醇解率和的收率都逐漸增加。當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到時，光盤的醇解趨于完全，光盤的醇解率和收率分別可達(dá)和以上。    表    反應(yīng)時間對反應(yīng)結(jié)果的影響 ：，（）（），（）（）甲醇用量對醇解反應(yīng)結(jié)果的影響表為甲醇用量對光盤醇解反應(yīng)結(jié)果的

4、影響。    由表    可以看出，甲醇用量對光盤醇解反應(yīng)影響顯著。隨著甲醇用量增加，光盤醇解率和的收率逐漸增加，這是由于甲醇用量的增加有利于醇解反應(yīng)的進(jìn)行；當(dāng)（甲醇）（光盤）為時，光盤醇解率和的收率具有最佳值，再繼續(xù)增加甲醇用量，光盤醇解率和的收率顯著下降，表甲醇用量對醇解反應(yīng)結(jié)果的影響（）（） ：，（）（）這是由于大量甲醇的存在降低了離子液體在反應(yīng)體系中的濃度，一方面降低了離子液體的催化性能，另一方面降低了離子液體對光盤的溶解或溶脹性能，從而導(dǎo)致反應(yīng)速率下降。       

5、; 離子液體用量對醇解反應(yīng)結(jié)果的影響表為離子液體用量對光盤醇解反應(yīng)結(jié)果的影響。從表中可以看出，離子液體用量對光盤的醇解反應(yīng)結(jié)果具有顯著影響。在其他反應(yīng)條件相同的情況下，當(dāng)無離子液體加入時，醇解反應(yīng)幾乎不發(fā)生。在所考察的離子液體用量范圍內(nèi)，光盤醇解率和的收率隨離子液體用量的增加逐漸增加。當(dāng)（）（光盤）達(dá)到以上時，光盤醇解率和的收率基本趨于穩(wěn)定。    表    離子液體用量對醇解反應(yīng)結(jié)果的影響（）（） ：，（）（）眾所周知，光盤中含有的材料是一種剛性的高分子材料，在沒有溶解或溶脹的情況下很難與甲醇這樣的小分子進(jìn)行有效反應(yīng)，因此，其醇解反

6、應(yīng)過程的速率控制步驟并非醇解反應(yīng)本身，而是聚合物的溶解或溶脹過程，只有溶解或溶脹后的聚合物才能快速與醇等小分子發(fā)生反應(yīng)。因此，反應(yīng)溫度、甲醇用量和離子液體用量等條件對醇解反應(yīng)結(jié)果的影響規(guī)律都可以用該原因解釋，溫度越高越有利于光盤的溶解或溶脹；過多的甲醇用量或過少的離子液體用量都不利于光盤的溶解或溶脹。也就是說，光盤在反應(yīng)體系中的溶解或溶脹過程是光盤醇解反應(yīng)的速率決定步驟。        離子液體的重復(fù)使用性能考察在溫度，時間，（甲醇）（光盤），（光盤）（）的較佳條件 下，考 察 了 離 子 液 體 的 重 復(fù) 使 用 性能，結(jié)果見表。

7、可以看出，離子液體重復(fù)使用次后，光盤醇解率和的收率沒有明顯下降。    說明離子液體具有較好的穩(wěn)定性和重 復(fù) 使 用 性能。通過分析也證明，回用次后的離子液體的曲 線 和 新 鮮 離 子 液 體 的 基 本 吻 合（圖），說明回用后離子液體的結(jié)構(gòu)與組成沒有明顯變化。    ··    第期 楊學(xué)群等：廢舊光盤在離子液體中的甲醇醇解反應(yīng)由于其很難在自然條件下降解，不但會對環(huán)境造成很大影響，而且也是巨大的資源浪費。因此，必須對其循環(huán)利用。其循環(huán)利用的方法主要有物理法和化學(xué)法，前者是通過熔融

8、再塑制備其他低附加值產(chǎn)品，該法顯著降低了其利用價值。后者是將材料進(jìn)行化學(xué)解聚反應(yīng)，生成相應(yīng)的單體，經(jīng)分離純化后可重新作為生產(chǎn)或合成其他產(chǎn)品的原料，從而實現(xiàn)資源的循環(huán)利用。目前研究最多的是水解法和醇解法。傳統(tǒng)的化學(xué)解聚法存在以下缺點：需要使用較大量的無機酸或堿催化劑，且不能重復(fù)回收使用，設(shè)備腐蝕，產(chǎn)生的三廢量大。另外，由于在甲醇和水中幾乎不溶解，導(dǎo)致反應(yīng)速率過慢。為克服上述缺點，人們將超臨界技術(shù)應(yīng)用于的醇解過程中，盡管超臨界技術(shù)在加快反應(yīng)速度、減少設(shè)備腐蝕和環(huán)境污染方面有優(yōu)點，但反應(yīng)條件苛刻，對設(shè)備材質(zhì)要求高，難以實現(xiàn)大規(guī)模操作。離子液體具有性質(zhì)可調(diào)控、溶解性好、熱穩(wěn)定性高和易循環(huán)回用等優(yōu)點，利

9、用其結(jié)構(gòu)的可設(shè)計性，人們制得了兼具催化與溶解雙重功能的離子液體，并用于一些催化反應(yīng)過程。本課題組曾以 為反應(yīng)介質(zhì)和催化劑，對純材料的甲醇醇解反應(yīng)進(jìn)行了研究，得到了令人滿意的結(jié)果。本文以廢舊光盤替代純材料，對其在離子液體 中的醇解反應(yīng)進(jìn)行了研究。在較佳條件下，光盤醇解率，雙酚收率，離子液體重復(fù)回用次后，上述結(jié)果無明顯變化。有關(guān)將離子液體用于廢舊光盤醇解過程中的研究未見文獻(xiàn)報道。        實驗材料和方法材料舊光盤 （粉碎為×的小顆粒）；        甲基咪唑 （

10、工業(yè)品，），浙江凱樂化工有限公司；        氯正丁烷 （工業(yè)級，），江蘇揚州三友合成化工有限公司；其他試劑均為市售化學(xué)純試劑，未經(jīng)任何處理，直接使用。        分析測試儀器型 核 磁 共 振 儀， 美 國公司制造，四甲基硅烷 （）為內(nèi)標(biāo)；        型紅外光譜儀，美國公司制造，壓片或涂膜。        離 子 液 體 氯 化丁 基甲 基 咪

11、 唑 鹽（）的制備根據(jù)文獻(xiàn) 制備。    （    ，）：，。        （，）：（，），（，），（，），（，），（，），（，），（，），（，）。        （，）：，。        甲醇醇解反應(yīng)將一定量的廢舊光盤 （）、離子液體和甲醇加入反應(yīng)釜中，在給定溫度下，攪拌反應(yīng)一定時間。反應(yīng)結(jié)束后，過濾除去固體殘渣 （），將濾液蒸餾回收未反應(yīng)的甲醇和碳酸

12、二甲酯，然后加入一定量的乙酸乙酯萃取分層，上層主要由乙酸乙酯和雙酚（）組成，經(jīng)蒸餾脫溶劑得產(chǎn)品 （），下層主要由離子液體組成，不經(jīng)任何處理直接回用。按下式計算光盤的醇解率和收率。    光盤醇解率    ×收率×式中是的理論產(chǎn)量。    反應(yīng)式如下    實驗結(jié)果與討論反應(yīng)溫度對醇解反應(yīng)的影響表是廢舊光盤甲醇醇解反應(yīng)結(jié)果隨反應(yīng)溫度的變化情況?？梢钥闯觯瑴囟葘獗P醇解結(jié)果的影響顯著，當(dāng)溫度為時，醇解反應(yīng)幾乎不發(fā)生。隨 著 反 應(yīng) 溫 度 的 升 高，光 盤

13、的 醇 解 率 和收率增加明顯，當(dāng)溫度達(dá)到時，光盤的醇解率和收率分別可達(dá)和以上。    這是由于溫度的升高，不僅有利于反應(yīng)速率的加快，而且有利于光盤在離子液體中的溶解，從而促進(jìn)其醇解反應(yīng)進(jìn)行。再繼續(xù)提高反應(yīng)溫度，光盤的醇解率和收率趨于穩(wěn)定，實驗中發(fā)現(xiàn)，此時光盤中的成分已經(jīng)解聚完全，剩余的固體殘渣實際上是光盤中含有的無機金屬及其氧化物。因此，醇解率達(dá)左右時，即可以認(rèn)為醇解反應(yīng)已經(jīng)完全。    ·    · 化工學(xué)報 第卷第卷第期 化工學(xué)報 年月 檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭殐殐殐殐研究論文

14、 廢舊光盤在離子液體中的甲醇醇解反應(yīng)楊學(xué)群，張曉靜，柴方軍，劉福勝，于世濤，葛曉萍（青島科技大學(xué)化工學(xué)院，山東 青島）      摘要：以離子液體 為反應(yīng)介質(zhì)和催化劑，對廢舊光盤的甲醇醇解反應(yīng)進(jìn)行了研究。考察了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、催化劑用量、甲醇用量對醇解反應(yīng)結(jié)果的影響，得到的較佳醇解反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度，反應(yīng)時間，（甲醇）（光盤），（）（光盤），在上述條件下，光盤醇解率，雙酚收率。對離子液體的回用性能進(jìn)行了考察，結(jié)果表明，離子液體回用次后光盤的醇解率和的收率無明顯變化。采用技術(shù)對醇解產(chǎn)物進(jìn)行了表征。      關(guān)鍵

15、詞：廢舊光盤；離子液體；醇解；雙酚        ：      中圖分類號：        ；        文獻(xiàn)標(biāo)志碼：文章編號：（），（，）：（），（）（），（）（），（），：；        ；        ；    &#

16、160;   收到初稿，收到修改稿。    聯(lián)系人：劉福勝。第一作者：楊學(xué)群 （），女，碩士研究生。    基金項目：國家自然科學(xué)基金項目 （）；山東省自然科學(xué) 基 金 項 目 （）； 山 東 省 科 技 發(fā) 展 計 劃 項 目（）。        引言隨著計算機、音像產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，光盤的生產(chǎn)與需求量急劇增加，從而產(chǎn)生了大量廢舊光盤。    目前全球年產(chǎn)光盤約    億張，其中中國年產(chǎn)量約為億 張。據(jù)