题目：废弃印刷线路板非金属分离物制备活性炭

摘  要

近年来，电子产品的种类和数量剧增且更新换代速度加快，大量废旧电子电器产品被淘汰。印刷线路板(PCB)作为目前最为主要的电子部件,几乎出现在所有的电子电器设备中,数量非常巨大。废弃印刷线路板(WPCB)类型复杂，种类多样，组成线路板的各种构件和物质的含量相差很大，这就使得回收利用具有一定的难度，必须研究涉及其分离、提纯及资源再循环再利用过程的化学理论问题。传统的线路板资源化技术多注重金属（MFs）的回收，对获取金属后所残余的非金属分离物(NMFs)研究甚少。

论文围绕废弃印刷线路板(WPCB)分离金属后所获非金属分离物(NMFs)在再资源化过程中存在的问题，提出以非金属分离物为原料制备杂质含量低、比表面积高的活性炭的新途径。主要展开了以下几个方面的研究工作。

1.       以FR-4型废旧印刷线路板非金属分离物(FR-4-NMFs)为前躯体，采用活性物质ZnCl2配制成浓度为43 %～67 %的水溶液，通过离心分离使树脂与玻璃纤维和残余金属分离，分离的树脂再经热解和KOH活化制备粉状活性炭。结果表明：ZnCl2水溶液的最佳质量浓度为54.0 %；选择ZnCl2水溶液与废印刷线路板的非金属分离物的质量比为1:0.20；分离后上层主要为块状物质树脂，下层主要为棒状的玻璃纤维；树脂在热解温度为600 ℃，热解时间2 小时，活化温度为600 ℃，活化时间为2 小时，碱炭比为4:1时制得比表面积为1980 m2/g，孔容为0.93 cm3/g的活性炭。

2.         以FR-3型废旧印刷线路板非金属分离物(FR-3-NMFs)为前躯体，经热解、成型、炭化和水蒸汽活化制备粒状活性炭。结果表明，随着热解温度的提高炭化物收率下降；随着煤焦油配比增大成型炭的强度呈现先增大后减少的趋势，活性炭机械强度最大时的炭化物与煤焦油最佳配比为100:40，最大抗弯强度为0.6465 MPa/cm；在其他条件相同的情况下，随活化时间的延长，活性炭的烧蚀率增大，随着活化温度的升高，活性炭烧蚀率增大；随着烧蚀率的增大，孔容、孔径、比表面积和碘吸附值先增大后减少。在活化温度为850 ℃，活化时间3 小时，所获粒状活性炭比表面积达1019 m2/g，碘吸附值达788 mg/g。

3.         以FR-3型废旧印刷线路板非金属分离物(FR-3-NMFs)为前躯体，经热解和KOH活化制备粉状活性炭，研究了活化温度对孔径和比表面积的影响。结果表明，在900 ℃以下，随着活化温度的升高，活性炭的烧蚀率、孔径和比表面积增大，吸附性能增强。在活化温度为900 ℃，活化时间为2 小时，碱炭比为4:1时制得比表面积为3112 m2/g的活性炭。