一种过期阿胶废药的回收方法与流程

本发明涉及一种过期阿胶废药的回收方法，旨在开发利用其中的次级非医疗价值，属于新能源材料的研究领域。

背景技术：

作为一种著名的传统中药，阿胶是以驴皮为原料，经煎煮浓缩而成，主要成分包括18种氨基酸以及小分子量的胶原蛋白水解物，广泛用于治疗贫血、气血两虚、心悸失眠和食欲不振等疾病。然而令人遗憾的是，广泛使用、供过于求等因素也不可避免地导致了阿胶药不能在有效期内及时使用而愈期作废。尤其是，与其它包装形式相比，瓶装液体药物更容易破碎而污染地下水系统或刺伤环卫工人。焚烧或集中填埋是当前处理过期废药的两种主要的处理方式，但这与循环经济和可持续发展理念相悖，因此需要寻找更加友好而合理的管理方案，充分利用过期药品中的次级非医疗价值。

考虑到过期阿胶废药中含有丰富的碳元素及少量的氮元素和硫元素，因此过期阿胶废药可能是一种满意的氮/硫共掺杂碳源前体，但目前还没有相关的研究报道。

技术实现要素：

本发明提出一种过期阿胶废药的回收方法，将过期阿胶废药加水配置成阿胶溶液，阿胶溶液在180~200℃保温3~6h进行水热反应，然后在管式炉中惰性气氛下600~900℃保温1~3h进行热解碳化，随炉冷却后酸洗、水洗、干燥后得到黑色粉末。

一种过期阿胶废药的回收方法，将过期阿胶废药加水配置成阿胶溶液后加入模版剂四氧化三铁纳米球，混匀，混合物在180~200℃水热反应3~6h，然后在管式炉中惰性气氛下600~900℃热解碳化1~3h，随炉冷却后酸洗、水洗、干燥后得到黑色粉末。

所述阿胶溶液的浓度为0.05~0.2g/ml。

所述过期阿胶废药与四氧化三铁纳米球质量比为20~30:1。

将所得到的黑色粉末与钠箔组装成模拟钠离子电池，并用恒流充/放电法测试其电化学储钠性能。

本发明的优势

本发明基于循环经济和绿色能源的可持续发展理念，首次采用硬模板法和碳化法回收过期阿胶废药得到氮/硫共掺实心碳微米球和空心碳纳米球材料，变废为宝，提供了一种回收利用过期药品的新方案，不仅充分利用了废弃过期药品的次级非医疗价值，而且探索了其在钠离子电池中的应用可行性，本发明对于发展绿色能源和循环经济具有重要的社会环保意义。

附图说明

图1为实施例1制备得到的黑色粉末料的sem图；

图2为实施例2制备得到的黑色粉末的xrd谱图；

图3为实施例3制备得到的黑色粉末的edx面扫谱图；

图4为实施例3制备的模拟钠离子电池的充/放电曲线图；

图5为实施例4制备得到的黑色粉末的tem图；

图6为实施例5制备得到的黑色粉末的xps全谱图；

图7为实施例6制备的模拟钠离子电池的充/放电曲线图；

图8为实施例7制备的模拟钠离子电池的循环稳定曲线图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做出进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。

实施例1

一种过期阿胶废药的回收方法，具体步骤如下：

将过期阿胶废药加水稀释至浓度为0.05g/ml的阿胶溶液，将阿胶溶液加入到水热反应釜中180℃水热反应6h，然后在氮气气氛的管式炉中900℃热解碳化1h，随炉冷却后用浓度为1mol/l的稀盐酸洗、水洗、干燥后得到黑色粉末即为氮/硫共掺的实心碳微米球。

通过sem测试其形貌，如图1所示，由图1可知，通过水热碳化法制备的样品微观上呈微米球状形貌，直径约为2-6μm。

以本实施例制备得到的黑色粉末为负极活性材料，与钠箔组装成模拟钠离子电池，采用恒流充/放电的方法测试其充/放电性能及循环稳定性能。

实施例2

一种过期阿胶废药的回收方法，具体步骤如下：

将过期阿胶废药加水配制成浓度为0.1g/ml的阿胶溶液，将阿胶溶液加入到水热反应釜中190℃水热反应4h，然后在氮气气氛的管式炉中800℃热解碳化2h，随炉冷却后用浓度为1mol/l的稀盐酸洗、水洗、干燥后得到黑色粉末即为氮/硫共掺的实心碳微米球。

通过测试其xrd，如图2所示，由图2可知，在2θ=23°和2θ=44°左右出现了与石墨晶面（002）和（101）相对应的衍射峰，但两个峰宽化且强度较弱，表明碳材料的石墨化程度较低。

以本实施例制备得到的黑色粉末为负极活性材料，与钠箔组装成模拟钠离子电池，采用恒流充/放电法测试其充/放电性能及循环稳定性能。

实施例3

一种过期阿胶废药的回收方法，具体步骤如下：

将过期阿胶废药加水配制成浓度为0.2g/ml的阿胶溶液，将阿胶溶液加入到水热反应釜中200℃水热反应3h，然后在氩气气氛的管式炉中600℃热解碳化3h，随炉冷却后用浓度为1mol/l的稀盐酸洗、水洗、干燥后得到黑色粉末即为氮/硫共掺的实心碳微米球。

通过edx面扫测试其元素组成，如图3所示，由图3可知，样品除了含有丰富的碳元素外，还含有少量氧、氮和硫三种化学元素，而且呈现了与形貌相对应的球形轮廓，表明样品的主要成分为碳，同时包含少量含氮、含氧和含硫官能团。

以本实施例制备得到的黑色粉末为负极活性材料，与钠箔组装成模拟钠离子电池，采在50ma/g的电流密度下以恒流充/放电法测试，如图4所示，由图4可知，首圈放电比容量为580mah/g，在第2圈出现一个不可逆的容量损失，可逆放电比容量为378mah/g，第50圈基本稳定在300mah/g且与第100圈放电曲线基本重合，表明氮/硫共掺的实心碳微米球负极具有良好的储钠性能。

实施例4

一种过期阿胶废药的回收方法，具体步骤如下：

（1）将0.6g六水三氯化铁、1.2g柠檬酸钠、0.4g尿素和0.3g聚丙烯酰胺溶于40ml蒸馏水形成绿色澄清溶液，然后在50ml水热反应釜中200℃水热反应12h，水洗和干燥后得到四氧化三铁纳米球模版；

（2）将过期阿胶废药加水配置成阿胶溶液，阿胶溶液的浓度为0.05g/ml，然后按照过期阿胶废药与四氧化三铁纳米球质量比为20:1的比例，加入步骤（1）制备得到的四氧化三铁纳米球混匀，混合物加入到水热反应釜中180℃水热反应6h，然后在氩气气氛的管式炉中900℃热解碳化1h，随炉冷却后用浓度为1mol/l的稀盐酸洗、水洗、干燥后得到黑色粉末即氮/硫共掺的空心碳纳米球。

通过tem测试其形貌，如图5所示，由图5可知，所制备的样品微观上呈现空心纳米球状形貌，直径约为200-300nm。

以本实施例制备得到的黑色粉末为负极活性材料，与钠箔组装成模拟钠离子电池，采用恒流充/放电法测试其充/放电性能及循环稳定性能。

实施例5

一种过期阿胶废药的回收方法，具体步骤如下：

（1）将0.6g六水三氯化铁、1.2g柠檬酸钠、0.4g尿素和0.3g聚丙烯酰胺溶于40ml蒸馏水形成绿色澄清溶液，然后在50ml水热反应釜中200℃水热反应12h，水洗和干燥后得到四氧化三铁纳米球模版；

（2）将过期阿胶废药加水配置成阿胶溶液，阿胶溶液的浓度为0.1g/ml，然后按照过期阿胶废药与四氧化三铁纳米球质量比为30:1的比例，加入步骤（1）制备得到的四氧化三铁纳米球混匀，混合物加入到水热反应釜中190℃水热反应5h，然后在氮气气氛的管式炉中600℃热解碳化3h，随炉冷却后用浓度为1mol/l的稀盐酸洗、水洗、干燥后得到黑色粉末即氮/硫共掺的空心碳纳米球。

通过xps测试其元素组成，如图6所示，由图6可知，xps全谱图出现了一个强的碳元素信号峰和三个弱的氧、氮和硫元素信号峰，表明所得材料主要成分为碳，此外氮和硫元素也成功的掺杂到碳结构中。

以本实施例制备得到的黑色粉末为负极活性材料，与钠箔组装成模拟钠离子电池，采用恒流充/放电法测试其充/放电性能及循环稳定性能。

实施例6

一种过期阿胶废药的回收方法，具体步骤如下：

（1）将0.6g六水三氯化铁、1.2g柠檬酸钠、0.4g尿素和0.3g聚丙烯酰胺溶于40ml蒸馏水形成绿色澄清溶液，然后在50ml水热反应釜中200℃水热反应12h，水洗和干燥后得到四氧化三铁纳米球模板；

（2）将过期阿胶废药加水配置成阿胶溶液，阿胶溶液的浓度为0.2g/ml，然后按照过期阿胶废药与四氧化三铁纳米球质量比为25:1的比例，加入步骤（1）制备得到的四氧化三铁纳米球混匀，混合物加入到水热反应釜中200℃水热反应3h，然后在氮气气氛的管式炉中700℃热解碳化2.5h，随炉冷却后用浓度为1mol/l的稀盐酸洗、水洗、干燥后得到黑色粉末即氮/硫共掺的空心碳纳米球。

以本实施例制备得到的黑色粉末为负极活性材料，与钠箔组装成模拟钠离子电池，以0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、2.0和5.0a/g的电流密度测试其充/放电性能，其充放电曲线如图7所示，由图7可知，当电流密度逐渐增大，可逆放电比容量也相应地从365mah/g降至322、302、266、222、174和98mah/g，表明氮/硫共掺的空心碳钠米球负极材料具有良好的充/放电性能。

实施例7

一种过期阿胶废药的回收方法，具体步骤如下：

（1）将0.6g六水三氯化铁、1.2g柠檬酸钠、0.4g尿素和0.3g聚丙烯酰胺溶于40ml蒸馏水形成绿色澄清溶液，然后在50ml水热反应釜中200℃水热反应12h，水洗和干燥后得到四氧化三铁纳米球模板；

（2）将过期阿胶废药加水配置成阿胶溶液，阿胶溶液的浓度为0.15g/ml，然后按照过期阿胶废药与四氧化三铁纳米球质量比为26:1的比例，加入步骤（1）制备得到的四氧化三铁纳米球混匀，混合物在190℃水热反应4h，然后在氮气气氛的管式炉中800℃热解碳化2h，随炉冷却后用浓度为1mol/l的稀盐酸洗、水洗、干燥后得到黑色粉末即氮/硫共掺的空心碳纳米球。

以本实施例制备得到的黑色粉末为负极活性材料，与钠箔组装成模拟钠离子电池，以0.5a/g和2.0a/g的电流密度测试其循环稳定性，如图8所示，由图8可知，当在0.5a/g循环500圈，电池的可逆放电比容量维持在约266mah/g，在2.0a/g时循环1000圈，氮/硫共掺硬碳微球负极仍具有约174mah/g的可逆放电比容量，此外，两个电流密度下的库伦效率均保持在100%左右，表明氮/硫共掺的空心碳钠米球负极材料具有良好的长期循环稳定性能。