论文部分内容阅读
超临界流体（Supercritical Fluid, SCF）技术是一种有效处理塑料废弃物的绿色环保方法。塑料废弃物在超临界流体中可以降解为低聚体。但是,超临界流体苛刻的反应条件限制了该技术的工业应用,因此迫切需要寻找降低反应条件的方法。 本文自行组装和改进了一套超临界流体反应装置,并且使用这套装置开展了对高密度聚乙烯（High density polyethylene, HDPE）在超临界水中的降解行为和添加剂——过氧化苯甲酰（benzoyl peroxide,BPO）对该降解反应影响的一系列实验。同时研究了实验容器材料的抗腐蚀性。 在使用BPO的实验中,初始原料BPO、HDPE和H2O以1:10:100的质量比配置;在未添加BPO的对照实验中,初始原料HDPE和H2O以1:10的质量比配置。反应温度为380℃、400℃或420℃;压力为25MPa左右,分别保持30、60和120min。反应产物通过多种方法检测:目测产物颜色和形态,乌式粘度计测量产物的平均分子量（Mw）,红外光谱（Nicolet 520 FT-IR）检测固体产物结构,色谱—质谱仪（HP GC-MS）检测分析液体油的组成结构和成分,扫描电子显微镜（JEOL JSM-5900LV SEM）观测玻璃管的腐蚀形貌。 在本实验的条件下原材料聚乙烯在超临界水中可以完全转化成单体和低聚体;在降解反应的前30分钟内,聚乙烯降解效率最高;温度是影响降解反应的重要因素。 值得注意的是,在反应温度较低和反应时间较短的情况下,添加BPO可以有效促进聚乙烯的降解,达到与未添加实验中较高反应温度和较长反应时间相比拟的效果。这为超临界水处理塑料废弃物的工业化应用提供了具有明显使用价值的实验依据。 同时,对反应中使用的玻璃管进行了检测,结果发现玻璃管中的石英成分含量越高,其抗腐蚀性越好。 聚烯烃在超临界水中的降解反应可认为是自由基链反应机理,本文对在超临界水中聚乙烯降解反应机理进行了讨论,同时对BPO在反应中的促进作用也进行了分析。 此外,作为高压物理和生物科学结合的一种探索,本文对高压氮气处理微型番茄种子在其生长特性方面的效果进行了两代实验种植、观