一种三氟乙酸改性废旧轮胎裂解炭黑的方法

本发明涉及炭黑裂解，具体而言，涉及一种三氟乙酸改性废旧轮胎裂解炭黑的方法。

背景技术：

1、促进废旧轮胎的绿色循环利用，防止二次污染，已成为当下治理废旧轮胎行业的重中之重。而裂解废旧轮胎产生炭黑就是一种处理废旧轮胎的高效且环保技术，裂解炭黑(pyrolyzed carbon black简称：pcb)就是该技术下的主要产物之一，所以如何使得裂解炭黑的高效使用是在整个回收处理流程中必不可少的步骤。

2、目前，报废旧轮胎的变废为宝形式主要采取废旧轮胎填埋与焚烧、轮胎原型再利用、制作再生胶和再生胶粉和热裂解等形式。其中，填埋和焚烧对于处理废旧轮胎是最简单及最高效的工艺。但是，这种类型的废物处理方式会对生态环境和人类健康构成严重威胁。由于报废轮胎是不可燃或耐火的高分子材料，在正常状态下的自然环境中很难被分解，因此沉积在垃圾填埋场的废弃轮胎往往会重新回到地表面，破坏保护性土壤层和植被生长。焚烧废旧轮胎属于热化学工艺，会释放大量有害环境的有毒气体，如碳氢化合物和卤素化合物。还会产生热解油，其中含有有毒化学品和重金属化合物，对人类健康产生负面影响。此外，燃烧废旧轮胎造成的水污染可持续100年之久。废旧轮胎的原型再利用实际上是一个简单的过程，即在保持轮胎整体形状的情况下对其进行清洗、捆绑和切割，将其变成有用的东西。例如，它们可以被用作公园里的玩物、漂浮的灯塔、赛道两侧的轮胎保险杠用于缓冲或用在码头作为防洪防浪的屏障。原型再利用是一种有价值的方式对于回收废旧轮胎，因为轮胎的主要使用方式已达年限，本身作为废弃物，是对环境的污染，资源的浪费，原型再利用不仅减少浪费，而且还给人们带来了完全自由的想象力和创造力去发挥它的余热。但是面对每年数以亿计的废旧轮胎，这种工艺还是杯水车薪。它只能作为辅助回收利用废旧轮胎的一种工具。用废旧轮胎生产再生橡胶和再生橡胶粉是回收废旧轮胎的常见方法。但是该方法的加工成本高，且该工艺胶粉使用量非常小，橡胶废料的回收也很有限。再生胶的效率较低，工艺较复杂，生产阐述的废水、废物等废弃物会造成对环境的二次污染。热裂解炭黑是废旧轮胎热裂解的重要产品，裂解炭黑的性能和产量受热裂解方法、仪器设备、反应温度、时间和原料等影响，如裂解炭黑的特性受原料和工艺条件的影响，其灰分含量达到15-20％，使裂解炭黑在橡胶中的补强性大大降低。因此，亟需一种改性废旧轮胎裂解炭黑的方法。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明提出了一种三氟乙酸改性废旧轮胎裂解炭黑的方法，旨在解决当前技术中裂解废旧轮胎产生炭黑效率低，环境污染的问题。

2、本发明提出了一种三氟乙酸改性废旧轮胎裂解炭黑的方法，其特征在于，包含下列步骤：

3、将炭黑与三氟乙酸混合酸洗，待酸洗完成顺次将酸洗混合物进行抽滤、洗涤和干燥即完成裂解。

4、作为优选，所述炭黑与三氟乙酸的质量体积比为0.5g：5～15ml。

5、作为优选，所述酸洗的温度为40～80℃。

6、作为优选，所述酸洗的时间为1～5h。

7、作为优选，所述酸洗的搅拌速率为400～800r/min。

8、作为优选，所述干燥的方式为鼓风干燥。

9、作为优选，所述干燥的温度为50～70℃。

10、作为优选，所述干燥的时间为20～30h。

11、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

12、本发明提供了一种三氟乙酸改性废旧轮胎裂解炭黑的方法，包含下列步骤：将炭黑与三氟乙酸混合酸洗，待酸洗完成顺次将酸洗混合物进行抽滤、洗涤和干燥即完成裂解。本文中所用的三氟乙酸(cf3cooh),在适当的酸性下能够和裂解炭黑表面的无机物si、zn、ca等进行化学反应,生成化合物被过滤除去或生成气体挥发掉，进而使裂解炭黑的某些化学特征发生改变。

13、本文通过用扫描电子显微镜(sem)、x射线荧光光谱(xrf)、比表面积分析仪(bet)、密度仪、激光纳米力度仪等的现代化学分析手段,对裂解炭黑改良前后的化学特征进行系统表征,最后经对比分析后得出结论,本发明提供的改良技术不但有效性更高,而且还全面改善了裂解炭黑的化学特性，使废旧轮胎裂解炭黑向高值化发展。同时使用的是低沸点有机溶剂，容易回收、重复利用,从而降低成本和对环境的污染。

14、本文利用三氟乙酸的强酸无氧化性，使三氟乙酸与裂解炭黑表面及空隙中的无机成分发生化学反应:

15、2cf3cooh+zno→(cf3coo)2zn+h2o；

16、从而达到使裂解炭黑表面的灰分减少，孔径变小，比表面积增大的效果。

技术特征：

1.一种三氟乙酸改性废旧轮胎裂解炭黑的方法，其特征在于，包含下列步骤：

2.如权利要求1所述的一种三氟乙酸改性废旧轮胎裂解炭黑的方法，其特征在于，所述炭黑与三氟乙酸的质量体积比为0.5g：5～15ml。

3.如权利要求1或2所述的一种三氟乙酸改性废旧轮胎裂解炭黑的方法，其特征在于，所述酸洗的温度为40～80℃。

4.如权利要求3所述的一种三氟乙酸改性废旧轮胎裂解炭黑的方法，其特征在于，所述酸洗的时间为1～5h。

5.如权利要求4所述的一种三氟乙酸改性废旧轮胎裂解炭黑的方法，其特征在于，所述酸洗的搅拌速率为400～800r/min。

6.如权利要求4或5所述的一种三氟乙酸改性废旧轮胎裂解炭黑的方法，其特征在于，所述干燥的方式为鼓风干燥。

7.如权利要求6所述的一种三氟乙酸改性废旧轮胎裂解炭黑的方法，其特征在于，所述干燥的温度为50～70℃。

8.如权利要求7所述的一种三氟乙酸改性废旧轮胎裂解炭黑的方法，其特征在于，所述干燥的时间为20～30h。

技术总结
本发明涉及炭黑裂解技术领域，公开了一种三氟乙酸改性废旧轮胎裂解炭黑的方法，包含下列步骤：将炭黑与三氟乙酸混合酸洗，待酸洗完成顺次将酸洗混合物进行抽滤、洗涤和干燥即完成裂解。本发明提供的改良技术不但有效性更高,而且还全面改善了裂解炭黑的化学特性，使废旧轮胎裂解炭黑向高值化发展。同时使用的是低沸点有机溶剂，容易回收、重复利用,从而降低成本和对环境的污染。

技术研发人员：聂国朝,罗秀林,黄锁义,陈志娟,程丽丽,钟锶灿,官泳萍,黄家锵,黄元圆,杨志涛
受保护的技术使用者：玉林师范学院
技术研发日：
技术公布日：2024/5/27