毕业论文课题相关文献综述

一：背景

我国废旧塑料对生活环境的污染日益严重，这在一定程度上也限制了塑料工业的进一步发展。据统计，2000年我国塑料制品市场使用量已超过1500万t，按照使用一定周期后，废旧塑料的产生量约为当年产量的70%计算，我国年废旧塑料量约1050万t[1]。由于塑料不易分解，造成大量固体废弃物的堆积，即为人们通常所说的白色污染[2]。因此，对废旧塑料回收再生利用技术的研究与开发已成为塑料工业继续发展的迫切要求[3]。

塑料作为化工原料应用，在提供给人们生活便捷的同时，对环境也带来许多危害[4]。目前废旧塑料的处理方法仍是以填埋、焚烧和回收再利用为主。前两种方法均存在弊端,如采用填埋处理,会因为塑料不易腐烂分解而导致填埋地域成为软质地基,日后难以利用;如采用焚烧处理,则因为塑料燃烧时释放出有害气体而造成大气污染以及温室效应。因此,对于塑料的处理总的发展趋势是加强废旧塑料的回收再生利用。废旧塑料的再生利用包括化学再生利用和物理再生利用。针对于此，本课题采用超临界水解技术，对PE塑料进行实验研究，以期实现废旧PE塑料的资源化处理[5]。

二：实验原理

2.1超临界流体概述

超临界流体（SupercriticalFluid,简称SCF）是指温度和压力均超过其相应临界点（临界温度TC、临界压力PC）的流体。随着环境温度和压力的变化，任何一种物质都存在三种相态气相、液相和固相，三相成平衡态共存的点叫三相点；液、气两相界面刚刚消失的点叫临界点；在临界点时的温度和压力称为临界温度和临界压力。超临界流体兼具气体和液体的优点[6]，当物质处于临界温度和临界压力以上时，压力增加，体系的相态不会产生变化，只是密度增大，但仍具有类似液态的性质，同时还保留气体的性能。超临界流体的密度接近液体，比气体大数百倍。由于物质的溶解度与溶剂的密度成正比，因此超临界流体具有与液体溶剂相近的溶解能力；其粘度接近气体，比起液体要小2个数量级；扩散系数介于气体和液体之间（大约是气体的1/100，比液体要小数百倍）。因而超临界流体既具有液体对溶质有较大溶解度的特点，又具有气体易于扩散和运动的特性，所以传质速率大大高于液相过程[7]。更重要的是，在临界点附近，压力和温度微小的变化都可以引起流体密度较大的变化[8]。

2.2超临界水解

当超临界水作为反应介质进行反应时,它的许多特殊的物理和化学性质会影响反应过程的进行。水的离子积和介电常数的变异就是一个例子。图1是在25MPa下,水的介电常数和离子积随温度变化的曲线[9]。

从图中可以看出:在常温下,水的离子积是10-14,但在超临界条件下却会变化很多。在250～300℃之间达到极大,约10-11～10-12,这种条件下的超临界水对电解质化合物具有很强的溶解度,特别适合于离子反应;但在400℃以上时,水的离子积很小,约为10-22,其行为类似高温气体,特别适合于自由基反应。因此,可以通过调节操作温度,使水的离子积发生大幅度的连续的变化,实现对反应过程的控制。同时,从图中还可以看出,在常温下,水的介电常数约为80,随着温度的升高其值急剧下降,在超临界条件下降至2～20之间,这与一般有机溶剂的介电常数值接近。因此,在超临界条件下,水对大部分有机物有很高的溶解能力,但无机化合物尤其是无机盐较难溶解。这些特性为废旧塑料的分解提供了良好的反应环境[10]。