SF6等含氟气体的降解与资源化利用研究
自工业革命以来，人们的生产能力不断提高，各种温室气体排放量持续增长。由于其极长的寿命(3200y)和高的全球变暖潜值(GWP=23900),六氟化硫(SF6)已经成为“京都议定书”限定使用的温室气体之一。它具有出色的绝缘灭弧特性，广泛用于电力设备、镁冶炼、半导体制造等行业。据统计，全世界SF6每年的排放量为9.04±0.35Gg y-1，相当于2亿吨CO2排放，因此，SF6的减排刻不容缓。 首先，研究了石墨与SF6的机械化学反应产物和反应机理，开发了一种机械化学降解SF6的新方法。该方法避免了传统热降解工艺的高温条件以及有害HF副产物，同时还能将石墨转化为高值化学品，含硫氟化石墨(SFGCM)。探究了不同球磨条件下的降解情况，转速越高，球料比越大，反应时间越长，SF6降解效果越好，每克石墨对SF6降解量可达0.95 g。同时，阐明了 SF6与石墨机械化学反应的自由基机理。SFGCM是一种具有丰富官能团、多原子掺杂以及良好热稳定性的亚微米级新型氟化石墨,并且对水中重金属和染料具有良好的吸附性能。 再者，研究了电石与SF6的机械化学反应，得到了亚微米级氟化钙和含硫的炔碳材料，每克电石对SF6的降解量可达0.75 g。这种方法适用于多种含氟温室气体的高效降解，如CF4、CC1F2CH3、CF3Br等，与传统的方法相比，具有更好的通用性。另外，对SF6与CF4降解实验进行了归纳和总结。最后，还探究了二氟一氯甲烷(R22)与碱性物质的机械化学反应，为金属氟化物的制备提供了新的途径。 总之，本研究本着“变废为宝”的理念，在机械化学条件下实现了 SF6的常温降解，为含氟气体的降解提供了一种绿色环保的新方法，同时实现了氟资源高值化利用，具有良好的工业应用前景。
含氟气体;机械化学;常温降解;资源化利用
北京化工大学
硕士
化学工程与技术
李春喜
2023
中文
X701
2023-09-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）