یک چارچوب رزین فیبر اپوکسی شیشه ای (GFER) مشتق شده از بردهای مدار چاپی ضایعات مخلوط (MWPCBs) برای تهیه یک کاتالیزور اسید جامد دو فلزی برونستد-لوئیس دو فلزی مقرون به صرفه و قابل استفاده مجدد از طریق اشباع مرطوب تحت تشعشعات نزدیک به مادون قرمز مورد استفاده قرار گرفت. NIRR) فعال سازی. کارایی کاتالیزور جدید Mo-Cu در سنتز گلوکز از طریق هیدرولیز فیبر جوت (Corchorus olitorius) ارزیابی شد و پارامترهای فرآیند بهینه شدند (بارگیری پیش ماده مو: 1.0 درصد وزنی، غلظت کاتالیزور: 5 درصد وزنی، دمای هیدرولیز). : 80 درجه سانتیگراد و زمان هیدرولیز: 10 دقیقه) از طریق طرح متعامد تاگوچی. پشتیبانی GFER و کاتالیزورهای آماده شده از طریق گرانش سنجی گرما، پراش اشعه ایکس (XRD)، تبدیل فوریه فروسرخ (FTIR)، نظریه عملکردی چگالی Brunauer-Emmett-Teller (BET) و TPD مشخص شدند. کاتالیزور بهینه Mo-Cu و ساپورت GFER دارای 45.377 و 7.049 m2/g مساحت BET، 0.04408 و 0.02317 سی سی بر گرم حجم منافذ، 1.9334 و 0.7482 نانومتر اندازه منافذ مودال، و اسیدیته سطحی mmol8 و اسیدیته 4/0 میلی‌متری H30H40. به ترتیب.باندهای طیف سنجی فوتوالکترون اشعه ایکس همزیستی گونه های Mo6+ و Cu2+ را تایید کردند. آنالیزهای XRD و FTIR وجود فازهای کریستالی MoO3 و CuO را در همه کاتالیزورهای آماده شده نشان داد. کاتالیزور بهینه تهیه شده از طریق تیمار هیدروترمال فعال شده با NIRR (طول موج 0.75-1.4 میکرومتر) منجر به بازده گلوکز به طور قابل توجهی (75.84 mol٪) نسبت به بدست آمده (53.64 mol٪) با استفاده از یک کاتالیزور معمولی شد. بنابراین، استفاده از انرژی کارآمد NIRR (100 W) می تواند به طور قابل توجهی خواص کاتالیزوری را نسبت به عملیات هیدروترمال معمولی (500 W) بهبود بخشد. تحقیق حاضر یک کاربرد خلاقانه از GFER مشتق شده از MWPCB به عنوان یک پشتیبانی مقرون به صرفه امیدوارکننده برای تهیه کاتالیزورهای جامد ارزان قیمت بسیار کارآمد برای سنتز پایدار گلوکز از الیاف جوت زباله کم‌هزینه ارائه می‌کند.
مقدمه
برد مدار چاپی (PCB) جزء جدایی ناپذیر هر تجهیزات الکترونیکی است زیرا به صورت الکتریکی به سایر قطعات الکترونیکی متصل شده و به صورت مکانیکی پشتیبانی می کند. بر اساس گزارش Global Waste Monitor 2017، در سطح جهان 44.7 میلیون تن زباله الکترونیکی تولید شد که (1) نگرانی‌ها را در مورد تهدیدات فزاینده برای محیط زیست و سلامت عمومی افزایش داد. زباله‌های PCB هنوز هم عمدتاً در هوای آزاد یا در محل‌های دفن زباله که تهدیدی جدی برای محیط زیست هستند، دفع می‌شوند. تجمع زباله های PCB نه تنها یک بحران کمی است، بلکه به دلیل وجود مواد سمی که منجر به تهدیدات شغلی، محیطی و سلامت انسان می شود، یک نگرانی زیست محیطی نگران کننده است.
بازیابی و بازیافت بخش فلزی از PCBهای زباله مخلوط (MWPCB) توجه بسیاری از محققین را به دلیل سودآوری بالقوه از طریق بازیافت فلزات جلب کرد. با این حال، رزین فیبر اپوکسی شیشه (GFER) که حدود 65 تا 70 درصد از PCB های زباله را تشکیل می دهد (2) به دلیل ارزش اقتصادی کمتر نادیده گرفته شده است. فرآیندهای مختلف جداسازی فلزات و اجزای غیرفلزی MWPCBها به عنوان مثال. فرآیندهای بازیافت فیزیکی (به عنوان مثال، خرد کردن، آسیاب چکشی، آسیاب گلوله ای، جداسازی تخلیه تاج، جداسازی مغناطیسی، جداسازی جریان گردابی، طبقه بندی هوا، شناورسازی، جداسازی گرانشی، و جداسازی بر اساس چگالی)، (3-6) پردازش حرارتی (تجزیه حرارت، تبدیل به گاز، و تصفیه پلاسما)، (7-9) پردازش هیدرومتالورژی، (10،11) و استخراج با حلال (دی متیل سولفوکسید، دی متیل فرمامید، N-دی متیل پیرولیدون، و مایعات یونی).
در چند دهه اخیر گزارش شده است. در سال های اخیر، فرآیندهای هیدرومتالورژی توجه ویژه ای را برای درمان WPCB ها به خود جلب کرده است. چندین محقق اثربخشی اسیدهای قوی را به عنوان یک مایع شستشو برای شستشوی فلزات از PCB های زباله گزارش کردند. با این وجود، تولید گازهای سمی (یعنی Cl2، SO3، و NOx) و جریان های زباله اسیدی در طول فرآیند شستشو برای محیط زیست مضر هستند. جدهاو و همکاران (11) یک اسید آلی کم خطرتر را به کار برد. اسید سیتریک (0.5 M) همراه با پراکسید هیدروژن (1.76 M) به عنوان یک شیرابه موثر که شستشوی کامل فلز را برای بدست آوردن GFER از یک WPCB 4 × 4 سانتی متر مربع در 4 ساعت انجام داد.
چندین گزارش علمی در مورد استفاده مجدد مستقیم از GFER برای تولید سوخت (روغن پیرولیتیک) و مواد شیمیایی توسط تجزیه حرارتی و کاتالیزوری منتشر شده است. با این حال، تمرکز به سمت بازیابی GFER برای استفاده های جایگزین به دلیل راندمان انرژی پایین فرآیند پیرولیز تغییر یافته است. اگرچه، کاربردهای مختلفی از GFER گزارش شده است (به عنوان مثال، به عنوان جاذب و کربن فعال)، (15-17) با این حال، تا به امروز، استفاده از GFER به عنوان یک پشتیبانی مقرون به صرفه برای تهیه کاتالیزور اسید جامد آغشته به فلز. گزارش نشده است.
قابل ذکر است، هیدرولیز زیست توده لیگنوسلولزی (LB) برای به حداکثر رساندن عملکرد مونوساکارید به روشی پایدار یکی از عرصه‌های مورد بررسی است. فیبر جوت [65-70 درصد وزنی سلولز، 20-25 درصد وزنی همی سلولز و 10-12 درصد وزنی لیگنین] (18) می تواند به عنوان ماده اولیه برای تبدیل هیدرولیکی به گلوکز به دلیل محتوای سلولزی بالا مورد استفاده قرار گیرد. کارهای بسیار کمی در مورد هیدرولیز جوت برای تولید گلوکز گزارش شده است. روی و همکاران (19) حداکثر 50 درصد بازده یک قند احیا کننده را از پودر جوت پیش تیمار شده با استفاده از آنزیم های بی حرکت به دست آوردند، در حالی که Matsagar و همکاران. (20) بازده فورفورال 86 درصدی را از جوت با استفاده از 1-متیل-3 (3-سولفوپروپیل)-ایمیدازولیوم هیدروژن سولفات ([C3SO3HMIM][HSO4]) کاتالیزور مایع یونی اسیدی در دمای 433 K و 1 ساعت گزارش کردند. بدیهی است که مطالعات تحقیقاتی ناکافی بر روی تولید گلوکز از فیبر جوت علیرغم محتوای سلولز بالای آن انجام شده است.
LB را می توان با استفاده از یک کاتالیزور اسیدی همگن (21) یا ناهمگن هیدرولیز کرد تا مواد شیمیایی مهم پلت فرم را به دست آورد که می تواند بیشتر برای تولید سوخت زیستی و مواد شیمیایی با ارزش افزوده تصفیه شود. (22،23) با این حال، در سال های اخیر، مشاهده شده است که کاتالیزورهای اسیدی ناهمگن نسبت به کاتالیزورهای همگن به دلیل راحتی جداسازی محصول، خورندگی کمتر و تولید جریان زباله کمتر، مزیت دارند. (24) کاتالیزورهای ناهمگن مانند اکسیدهای فلزی پشتیبانی شده می توانند برای تبدیل سلولز از نظر کاتالیزوری فعال باشند. (25-27) Takagaki و همکاران. (25) کاتالیزور HNbMoO6 مقاوم به آب را برای تولید گلوکز از ساکاریدها نشان داد. یک مطالعه نشان داد که 0.2 گرم کاتالیزور HNbMoO6 می تواند 24.1 میلی مول در گرم گلوکز از ساکارز در 1 ساعت و 373 کلوین تولید کند، در حالی که 6.6 میلی مول در گرم در 1 گلوکز با استفاده از کاتالیزور تجاری Amberlyst-15 تولید شد. کار دیگری که توسط هگنر و همکاران گزارش شده است.نشان داد که Nafion و FeCl3 روی سیلیس آمورف پشتیبانی می‌شوند، می‌توانند گلوکز را با حداکثر بازده 9 درصد از سلولز در دمای 463 کلوین در 24 ساعت تولید کنند. بنابراین، می توان دریافت که اگرچه کاتالیزورهای اسید اکسید فلزی پشتیبانی شده کارآمد هستند، با این وجود، هیدرولیز LB به شرایط واکنش شدید نیاز دارد. بر این اساس، چندین محقق کاربرد تابش مایکروویو (350 وات) (28) و فراصوت (750 وات) (29) را برای تقویت واکنش هیدرولیز بررسی کردند. هنوز هم اینها نیاز به ورودی انرژی بالایی دارند که به نوبه خود باعث می شود روند کلی از نظر اقتصادی مطلوب نباشد.
همچنین میتوانید برای خدمات برق و الکترونیک صنعتی به سایت های زیر رجوع کنید.
https://mokhtari-elect.ir/
https://easyeda.com/
https://www.mcecleanenergy.org/
- سه شنبه ۰۶ دی ۰۱ ۱۰:۴۴ ۱۱ بازديد
- ۰ نظر