一种生物炭介导的聚乙烯微塑料光老化方法

本发明涉及微塑料降解，更具体的涉及一种生物炭介导的聚乙烯微塑料光老化方法。

背景技术：

1、塑料是一种技术成熟、易于制造、用途广泛、成本低、稳定性好的材料，与天然材料相比，塑料具有巨大的经济和社会价值。塑料的使用将世界带入了一次性生活的时代，但同时也带来了严重的环境污染问题。进入环境中的塑料会在光照分解、机械磨损和生物的作用下而逐渐破碎，破碎过程并不能完全将这些塑料分解，而是使其转化成无数更小尺寸的塑料颗粒，被称为微塑料。微塑料，即microplastics,mps，是指粒径≤5mm的塑料碎片或颗粒，具有尺寸小、比表面积大、疏水性强等特点，是环境中众多疏水性有机污染物和重金属的理想载体。释放到环境中的mps会对水体和土壤中的生物产生直接毒性，也会通过不同途径暴露于人体，从而带来潜在的健康风险。进入环境中的mps必然会在不同环境因子共同作用下发生一系列生物和非生物老化过程，使其表面形貌、结晶度、粗糙度、表面积、官能团、粒径等性质发生改变，进而改变其环境行为和生态风险。

2、目前常见的mps的老化方法，主要有物理、化学和生物三种方法，物理老化方法主要有风化及物理磨损：表面经风化降解导致表面脆化和微裂化，化学键的断裂使其分解成更小的碎片，达到老化的效果；化学老化方法有酸碱腐蚀，光老化及高温氧化等：经酸碱腐蚀后的mps表面变得粗糙，多褶皱和残屑，并且mps在强氧化剂或暴露在可见光光源等条件下，会导致聚合物链反应和链断裂，使得表面形貌改变，含氧官能团增加等老化现象；生物老化方法有微生物老化等：微生物可以以mps为碳源，通过微小生物肠道菌群或微生物产生的水解酶，对mps进行分解处理。但是在自然条件下，mps的老化主要为光老化，并且在自由基的参与下。所以，可以在光照条件下，使用能够产生大量自由基的材料对mps进行老化处理，调节光源及其添加比例，使目标物降解或老化效果最好。

3、实验室中对mps的老化途径有沙子混匀震荡的机械磨损、光老化、酸碱腐蚀及高温强氧化剂氧化、微生物降解等。然而这些方法对微塑料老化处理存在老化效果不好，成本高，易产生新污染物等缺点。同时，由于mps在自然环境条件中分布广，丰度低，且目前研究的老化mps的方法并不适合环境体系复杂的土壤环境，这也是目前研究需要改进的地方之一。并且现有对mps的老化方法无法适用于自然环境条件，老化mps效果差，导致去除mps的效率不高。

技术实现思路

1、针对以上问题，本发明提供了一种生物炭介导的聚乙烯微塑料光老化方法，能够有效的提高聚乙烯微塑料的老化效果。

2、本发明的目的是一种生物炭介导的聚乙烯微塑料光老化方法，包括以下步骤：

3、将生物炭作为老化介质，通过光老化光源，对聚乙烯微塑料进行降解老化；生物炭与聚乙烯微塑料的质量比为1:1.5-2.5。

4、在一个优选的实施例中，将生物炭与聚乙烯微塑料混合均匀后，采用光老化光源进行照射，在照射过程中每天进行搅拌使其光照均匀。

5、在一个优选的实施例中，光老化光源为紫外光或蓝光。

6、在一个优选的实施例中，紫外光为uva或uvb。

7、在一个优选的实施例中，光老化光源的功率为180w。

8、在一个优选的实施例中，生物炭与聚乙烯微塑料的质量比为1:2。

9、在一个优选的实施例中，降解时间为7-90天。

10、在一个优选的实施例中，降解温度为25℃。

11、在一个优选的实施例中，生物炭是以苹果果木为原料450℃热解得到。

12、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

13、生物炭作为良好的降解聚乙烯微塑料的介质，但是由于环境条件比较复杂，微塑料降解效果不同。基于此，本发明使用果木生物炭对pe-mps在uvb光源条件下进行光老化，不仅工艺过程简单，操作方便，而且产生的自由基更多，对环境中pe-mps等微塑料的老化效果提高，在土壤微塑料降解领域呈现出良好的研究价值和应用前景。

技术特征：

1.一种生物炭介导的聚乙烯微塑料光老化方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种生物炭介导的聚乙烯微塑料光老化方法，其特征在于，将生物炭与聚乙烯微塑料混合均匀后，采用光老化光源进行照射，在照射过程中每天进行搅拌使其光照均匀。

3.根据权利要求1所述的一种生物炭介导的聚乙烯微塑料光老化方法，其特征在于，光老化光源为紫外光或蓝光。

4.根据权利要求4所述的一种生物炭介导的聚乙烯微塑料光老化方法，其特征在于，紫外光为uva或uvb。

5.根据权利要求1所述的一种生物炭介导的聚乙烯微塑料光老化方法，其特征在于，光老化光源的功率为180w。

6.根据权利要求1所述的一种生物炭介导的聚乙烯微塑料光老化方法，其特征在于，生物炭与聚乙烯微塑料的质量比为1:2。

7.根据权利要求1所述的一种生物炭介导的聚乙烯微塑料光老化方法，其特征在于，降解时间为7-90天。

8.根据权利要求1所述的一种生物炭介导的聚乙烯微塑料光老化方法，其特征在于，降解温度为25℃。

9.根据权利要求1所述的一种生物炭介导的聚乙烯微塑料光老化方法，其特征在于，生物炭是以苹果果木为原料450℃热解得到。

技术总结
本发明公开了一种生物炭介导的聚乙烯微塑料光老化方法，属于微塑料降解技术领域。该方法包括以下步骤：将生物炭作为老化介质，通过光老化光源，对聚乙烯微塑料进行降解老化，生物炭与聚乙烯微塑料的质量比为1:1.5‑2.5。该方法能够有效的提高聚乙烯微塑料的老化效果。

技术研发人员：李霄云,金瑶凤,李娜娜,王悦,吴晓洋,杜聪
受保护的技术使用者：陕西师范大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15