Критерии выбора синтетических полимерных отходов в качестве сырья для получения углеродных сорбентов

Представлены результаты исследований по термической переработке синтетических многотоннажных полимерных отходов (полипропилена, поликарбоната, текстолита, ПЭТ, органопластика и шинной резины) с получением углеродных сорбентов технологического и экологического назначения. Изучено влияние природы активирующего агента и условий проведения процесса c получением сорбентов с заданными свойствами. Анализ результатов исследований позволил установить, что основными факторами, влияющими на выход карбонизата и формирование пористой структуры углеродных сорбентов из синтетических полимерных отходов, являются степень ароматичности, расположение бензольных колец в структурном звене полимера, доля кислорода в составе прекурсора. Обоснованы критерии выбора синтетических полимерных отходов в качестве сырья для получения углеродных сорбентов. Результаты исследования могут быть использованы при разработке технологий получения углеродных сорбентов с заданными свойствами из отходов синтетических полимеров и выборе технологических параметров проведения процессов.

1. The New Plastics Economy: Rethinking the Future of Plastics. Ellen MacArthur Foundation, World Economic Forum and McKinsey & Company, Ellen MacArthur Foundation, 2016, 120 p.

2. Ла Мантия Ф. Вторичная переработка пластмасс. СПб., Профессия, 2007. 400 с.

3. Lee S., Yoshida K., Yoshikawa K. Application of waste plastic pyrolysis oil in a direct injection diesel engine: For a small scale non-grid electrification. Energy and Environment Research. 2015. Vol. 5. No. 1. Р. 18—32.

4. Lopez A., Marco d I., Caballero B.M., Laresgoiti M.F., Adrados A., Torres A. Pyrolysis of municipal plastic waste II: influence of raw material composition under catalytic conditions. Waste Managament. 2011. V. 31 (9—10). Р. 1973—1983.

5. Frigo S., Seggiani M., Puccini M., Vitolo S. Liquid fuel production from waste tyre pyrolysis and its utilisation in a Diesel engine. Fuel . 2014. V. 116. Р. 399—408.

6. Lopez G., Olazar M., Artetxe M., Amutio M., Elordi G., Bilbao J. Steam activation of pyrolytic tyre char at different temperatures. J. Anal. Appl. Pyrol. 2008. Vol. 85. Р. 539—543.

7. Kartel M., Sych N., Tsyba M., Strelko V. Preparation of porous carbons by chemical activation of polyethylene terephthalate. Carbon. 2006. V. 44. Р. 1019—1022.

8. Bian Y., Yuan Q., Zhu G. Recycling of Waste Sludge: Preparation and Application of Sludge-Based Activated Carbon. International Journal of Polymer Science. 2018. Article ID 8320609. 17 p. https://doi.org/10.1155/2018/8320609.

9. Нистратов А.В., Хомутов А.Н., Клушин В.Н. Формирование пористой структуры карбонизатов на основе торфа и полимерных отходов в процессе ступенчатого пиролиза. Успехи в химии и химической технологии. 2010. № 11. С. 29—33.

10. Xiao Juan Jin, Zhi Ming Yu, Zhe Ren, Xin Liu. Preparation of Activated Carbon from Waste Particle Board by Chemical Activation Using Potassium Hydroxide. Advanced Materials Research. 2010. V. 129—131. Р. 1151—1155. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.129-131.

11. Вайсман Я.И., Глушанкова И.С., Сурков А.А. Анализ методов и технических решений по утилизации отходов потребления поликарбоната. Экология и промышленность России. 2013. Май. С. 36—41.

12. Адсорбция, адсорбенты, адсорбционные процессы в нанопористых материалах. Под ред. А.Ю. Цивадзе. М., Издательская группа "Граница", 2011. 496 с.

13. Сазанов Ю.Н., Грибанов А.В. Карбонизация полимеров. М., Изд-во "НОТ", 2013. 296 с.

14. Raymundo-Pinero E., Azais P., Cacciaguerra T., Cazorla-Amoros D., Linares-Solano A., Beguin F. KOH and NaOH activation mechanisms of multiwalled carbon nanotubes with different structural organization. Carbon. 2005. V. 43. Iss. 4. P. 786—795.

15. Глушанкова И.С., Вайсман Я.И. и др. Способ получения углеродного сорбента. Пат. РФ 2616679. Заявл. 2016.03.29. Опубл. 2017.04.18.