废旧光盘在离子液体中的甲醇醇解反应

1、废旧光盘在离子液体中的甲醇醇解反应       表离子液体的重复使用性能 图重复回用次前后 的曲线产物结构表征醇解所得产物的红外谱图见图，通过与标准谱图 （图）对比可以看出，二者几乎完全吻合，证明所得产品为双酚。        结论（）开发了以离子液体氯化丁基甲基咪唑 为反应介质和催化剂进行废旧光盘甲醇醇解回收的新方法，与现有的工艺相比，不需要任何传统酸碱催化剂，显著减少了三废排放，缓和了反应条件，并且可以实现催化剂的重复使用。    （

2、0;   ）考察了反应温度、反应时间、甲醇用量、离子液体用量等条件对光盘醇解反应结果的影响。得到的较佳反应条件为：反应温度，（甲醇）（光盘），（光盘）（），反应时间为。在上述条件下，光盘醇解率和收率分别大于和。该离子液体体系重复使用次后，光盘醇解率和收率没有明显降低。    （    ）采用技术对醇解产物进行了表征，证明所得的产物是双酚。        （林德茂）（化学工程与装备），：，（）：，：， ，（）：，（）：，（）（），（）：， ，：（陈磊），（吴

3、勇强），（倪燕慧），（黄科），（朱子彬）（）（化·· 化工学报 第卷表反应温度对反应结果的影响 ：，（）（），（）（）反应时间对醇解反应结果的影响表为反应时间对光盘醇解反应结果的影响。    由表    可以看出，随着反应时间的增长，光盘醇解率和的收率都逐渐增加。当反应进行到时，光盘的醇解趋于完全，光盘的醇解率和收率分别可达和以上。    表    反应时间对反应结果的影响 ：，（）（），（）（）甲醇用量对醇解反应结果的影响表为甲醇用量对光盘醇解反应结果的

4、影响。    由表    可以看出，甲醇用量对光盘醇解反应影响显著。随着甲醇用量增加，光盘醇解率和的收率逐渐增加，这是由于甲醇用量的增加有利于醇解反应的进行；当（甲醇）（光盘）为时，光盘醇解率和的收率具有最佳值，再继续增加甲醇用量，光盘醇解率和的收率显著下降，表甲醇用量对醇解反应结果的影响（）（） ：，（）（）这是由于大量甲醇的存在降低了离子液体在反应体系中的浓度，一方面降低了离子液体的催化性能，另一方面降低了离子液体对光盘的溶解或溶胀性能，从而导致反应速率下降。       

5、; 离子液体用量对醇解反应结果的影响表为离子液体用量对光盘醇解反应结果的影响。从表中可以看出，离子液体用量对光盘的醇解反应结果具有显著影响。在其他反应条件相同的情况下，当无离子液体加入时，醇解反应几乎不发生。在所考察的离子液体用量范围内，光盘醇解率和的收率随离子液体用量的增加逐渐增加。当（）（光盘）达到以上时，光盘醇解率和的收率基本趋于稳定。    表    离子液体用量对醇解反应结果的影响（）（） ：，（）（）众所周知，光盘中含有的材料是一种刚性的高分子材料，在没有溶解或溶胀的情况下很难与甲醇这样的小分子进行有效反应，因此，其醇解反

6、应过程的速率控制步骤并非醇解反应本身，而是聚合物的溶解或溶胀过程，只有溶解或溶胀后的聚合物才能快速与醇等小分子发生反应。因此，反应温度、甲醇用量和离子液体用量等条件对醇解反应结果的影响规律都可以用该原因解释，温度越高越有利于光盘的溶解或溶胀；过多的甲醇用量或过少的离子液体用量都不利于光盘的溶解或溶胀。也就是说，光盘在反应体系中的溶解或溶胀过程是光盘醇解反应的速率决定步骤。        离子液体的重复使用性能考察在温度，时间，（甲醇）（光盘），（光盘）（）的较佳条件 下，考 察 了 离 子 液 体 的 重 复 使 用 性能，结果见表。

7、可以看出，离子液体重复使用次后，光盘醇解率和的收率没有明显下降。    说明离子液体具有较好的稳定性和重 复 使 用 性能。通过分析也证明，回用次后的离子液体的曲 线 和 新 鲜 离 子 液 体 的 基 本 吻 合（图），说明回用后离子液体的结构与组成没有明显变化。    ··    第期 杨学群等：废旧光盘在离子液体中的甲醇醇解反应由于其很难在自然条件下降解，不但会对环境造成很大影响，而且也是巨大的资源浪费。因此，必须对其循环利用。其循环利用的方法主要有物理法和化学法，前者是通过熔融

8、再塑制备其他低附加值产品，该法显著降低了其利用价值。后者是将材料进行化学解聚反应，生成相应的单体，经分离纯化后可重新作为生产或合成其他产品的原料，从而实现资源的循环利用。目前研究最多的是水解法和醇解法。传统的化学解聚法存在以下缺点：需要使用较大量的无机酸或碱催化剂，且不能重复回收使用，设备腐蚀，产生的三废量大。另外，由于在甲醇和水中几乎不溶解，导致反应速率过慢。为克服上述缺点，人们将超临界技术应用于的醇解过程中，尽管超临界技术在加快反应速度、减少设备腐蚀和环境污染方面有优点，但反应条件苛刻，对设备材质要求高，难以实现大规模操作。离子液体具有性质可调控、溶解性好、热稳定性高和易循环回用等优点，利

9、用其结构的可设计性，人们制得了兼具催化与溶解双重功能的离子液体，并用于一些催化反应过程。本课题组曾以 为反应介质和催化剂，对纯材料的甲醇醇解反应进行了研究，得到了令人满意的结果。本文以废旧光盘替代纯材料，对其在离子液体 中的醇解反应进行了研究。在较佳条件下，光盘醇解率，双酚收率，离子液体重复回用次后，上述结果无明显变化。有关将离子液体用于废旧光盘醇解过程中的研究未见文献报道。        实验材料和方法材料旧光盘 （粉碎为×的小颗粒）；        甲基咪唑 （

10、工业品，），浙江凯乐化工有限公司；        氯正丁烷 （工业级，），江苏扬州三友合成化工有限公司；其他试剂均为市售化学纯试剂，未经任何处理，直接使用。        分析测试仪器型 核 磁 共 振 仪， 美 国公司制造，四甲基硅烷 （）为内标；        型红外光谱仪，美国公司制造，压片或涂膜。        离 子 液 体 氯 化丁 基甲 基 咪

11、 唑 盐（）的制备根据文献 制备。    （    ，）：，。        （，）：（，），（，），（，），（，），（，），（，），（，），（，）。        （，）：，。        甲醇醇解反应将一定量的废旧光盘 （）、离子液体和甲醇加入反应釜中，在给定温度下，搅拌反应一定时间。反应结束后，过滤除去固体残渣 （），将滤液蒸馏回收未反应的甲醇和碳酸

12、二甲酯，然后加入一定量的乙酸乙酯萃取分层，上层主要由乙酸乙酯和双酚（）组成，经蒸馏脱溶剂得产品 （），下层主要由离子液体组成，不经任何处理直接回用。按下式计算光盘的醇解率和收率。    光盘醇解率    ×收率×式中是的理论产量。    反应式如下    实验结果与讨论反应温度对醇解反应的影响表是废旧光盘甲醇醇解反应结果随反应温度的变化情况。可以看出，温度对光盘醇解结果的影响显著，当温度为时，醇解反应几乎不发生。随 着 反 应 温 度 的 升 高，光 盘

13、的 醇 解 率 和收率增加明显，当温度达到时，光盘的醇解率和收率分别可达和以上。    这是由于温度的升高，不仅有利于反应速率的加快，而且有利于光盘在离子液体中的溶解，从而促进其醇解反应进行。再继续提高反应温度，光盘的醇解率和收率趋于稳定，实验中发现，此时光盘中的成分已经解聚完全，剩余的固体残渣实际上是光盘中含有的无机金属及其氧化物。因此，醇解率达左右时，即可以认为醇解反应已经完全。    ·    · 化工学报 第卷第卷第期 化工学报 年月 檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭殐殐殐殐研究论文

14、 废旧光盘在离子液体中的甲醇醇解反应杨学群，张晓静，柴方军，刘福胜，于世涛，葛晓萍（青岛科技大学化工学院，山东 青岛）      摘要：以离子液体 为反应介质和催化剂，对废旧光盘的甲醇醇解反应进行了研究。考察了反应温度、反应时间、催化剂用量、甲醇用量对醇解反应结果的影响，得到的较佳醇解反应条件为反应温度，反应时间，（甲醇）（光盘），（）（光盘），在上述条件下，光盘醇解率，双酚收率。对离子液体的回用性能进行了考察，结果表明，离子液体回用次后光盘的醇解率和的收率无明显变化。采用技术对醇解产物进行了表征。      关键

15、词：废旧光盘；离子液体；醇解；双酚        ：      中图分类号：        ；        文献标志码：文章编号：（），（，）：（），（）（），（）（），（），：；        ；        ；    &#

16、160;   收到初稿，收到修改稿。    联系人：刘福胜。第一作者：杨学群 （），女，硕士研究生。    基金项目：国家自然科学基金项目 （）；山东省自然科学 基 金 项 目 （）； 山 东 省 科 技 发 展 计 划 项 目（）。        引言随着计算机、音像产业的迅猛发展，光盘的生产与需求量急剧增加，从而产生了大量废旧光盘。    目前全球年产光盘约    亿张，其中中国年产量约为亿 张。据