废塑料热解制取活性炭

塑料的热解反应是一种随机分解的反应，其反应是在无催化剂仅用加热提供能量的条件下进行的，聚合物的聚合链最先发生断裂，分裂为大分子的碳氢自由基，然后进一步断裂形成中等分子的碳氢自由基，最后的产物为数目不定的碳氢化合物以及蜡状产物。

活性炭的制备一般包括两个主要过程：一是炭化过程；二是活化过程。由于塑料本身碳元素的含量就比较高，这为炭化提供了可能性。在废旧塑料热解热解的过程中，氢元素、氧元素等非碳元素均以气体的形式溢出体系从而被除去；在此期间，部分碳元素会以一氧化碳、二氧化碳从体系中溢出。在一部分碳元素以气体形式溢出体系的时候，剩余绝大部分的碳元素则以石墨微晶的形式存在于体系中。这些石墨微晶便是塑料热解炭化后的产物，为了提高比表面积可将固体产物进行活化。随着温度的逐渐升高，留在体系中的碳元素不断的随机结合从而形成一定的孔结构。由于在制备过程中，废旧塑料在进行热分解的时候会产生焦油、挥发份的物质，这些物质在炭化过程中极有可能会沉积于固体产物中，使得固体物中有些孔结构遭到了破坏，从而导致其比表面积并不大以至于吸附能力也不大。

对于活性炭的研究有很多，常使用含碳物质为原料，有些含碳物质含有一定的矿物质，从而使得孔的形成并不是特别丰富；有的含碳物质则是以多聚物组成的，内部不含矿物质且含有大量的碳成分和挥发分，从聚合物的分子结构看来，这是一种极好的替代品用于制备活性炭。废旧塑料是由多聚物组成的，同样作为城市垃圾废弃物的重要组成部分，若可以将其热解产物的固体产物再加以利用，则热解法便是处理废旧塑料最佳的方法。也就是说，很可能其热解产物都能进行再生使用。以塑料、锯木屑和纸张为原材料，在400℃下进行热解反应，炭化50分钟后用水蒸气进行活化，可以制备有机废弃物基活性炭。还可以用废旧聚氯乙烯和废旧聚苯乙烯为原材料，能成功制取活性炭。所以废塑料是制取活性炭的又一个新的来源。