[发明专利]一种利用无纺布废布制备氮掺碳布的方法

说明书

本发明公开了一种利用无纺布废布制备氮掺碳布的方法，将无纺布废布浸泡在氯化钠水溶液中，得到盐浸废布，将盐浸废布置于低温等离子体低压电极上进行低温等离子体照射，即得氮掺碳布。本发明应用低温等离子照射技术，通过调节氮气与氢气气氛获得氮自由基和氢自由基，直接将无纺布废布转化为氮掺杂碳布，所制备的氮掺杂碳布具有一定的催化性，最高可获得86％最大CO法拉第效率。

技术领域

本发明涉及无纺布废布的资源化利用，尤其涉及一种利用无纺布废布制备氮掺碳布的方法。

背景技术

无纺布也称为非织造布，其在生产和使用过程中会产生大量的废料。每年中国经编企业可产生千万吨级的无纺布废料。当前，大部分经编企业仅将无纺布废料销售转运至第三方机构，而不会选择循环利用。转运至第三方机构的无纺布废料或被堆存在库区，或被填埋，或被用于垃圾焚烧发电。通过填埋方式处理无纺布废料不仅占用大量土地，无法实现废料资源化利用，且在缺氧潮湿的填埋环境下，无纺布废料易渗出有机染料，从而造成填埋区域土壤和地下水污染。焚烧过程中若无纺布边料和废料掺量过多，不仅会降低热效率而且会显著增加烟气中二噁英生成量。

对无纺布废料回收和循环再利用，不仅可减缓下游处置压力，而且可以降低生产成本，提高经济效益。目前主要通过小螺杆、造粒、压片等方式对无纺布边料和废料进行回收处置。企业一般会根据自身生产情况选择合适的方式对无纺布边料和废料进行回收。然而，通过上述回收方式回收和循环废料也会给产品质量和工艺设备带来不利影响。因此，如何拓宽无纺布废料资源化途径，从而实现无纺布废料高值化利用是目前研究的关键。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种利用无纺布废布制备氮掺碳布的方法，在实现无纺布废料资源化利用的同时，所制备的氮掺碳布具有较强的催化活性。

技术方案：本发明所述的一种利用无纺布废布制备氮掺碳布的方法，称取氯化钠溶于水中，配制1～5mol/L氯化钠水溶液，按照液固比1～3:1，将无纺布废布浸泡在氯化钠水溶液中，10～30min后取出无纺布废布，得到盐浸废布，需要说明的是，此浓度范围的氯化钠水溶液可以在去除无纺布废布上杂质的同时，又增加其导电性，低于此浓度范围无纺布废布导电性变差，电子束在无纺布表面积聚从而使得放电通道能量密度减小，最终导致无纺布碳化效果与氮加载效果变差，高于该浓度范围，碳布导电性进一步提升不明显，无纺布碳化与氮加载效果随着氯化钠浓度进一步增加提升不显著；将盐浸废布置平铺在低温等离子体低压电极上，曝入气氛后接通电源，进行低温等离子体照射，即得氮掺碳布。

其中，所述低温等离子体照射的作用时间为0.5～3h，进一步优选为0.5～2.5h；作用气氛为氢气与氮气混合气体，所述氢气与氮气的体积比为3～15:100；作用电压为5～50kV；所述低温等离子照射采用介质挡板放电，所述介质挡板与盐浸废布间距为0.2～2cm。

将无纺布废布浸泡在氯化钠水溶液中，不仅可以去除无纺布废布上的杂质，同时可以将氯化钠吸附在无纺布废布上增加其导电性。将盐浸废布平铺在低温等离子体低压电极上后开启电源，介质板感应产生高密度的放电通道。氢气和氮气在放电通道中发生电离、解离，生成氢自由基和氮自由基。氢自由基与无纺布废布接触后可与无纺布废布中的氧结合生成水从而实现无纺布废布碳化。低温等离子体处置过程中释放大量的热，从而使得无纺布吸附的水发生汽化转化为水蒸气。水蒸气在放电通道中生成氢氧根自由基、氢自由基和水合电子。氢氧根自由基和氮自由基可加速无纺布中染色剂的分解并加速碳化过程。同时氮自由基还可加载在碳布上，从而实现碳布表面的氮掺杂。

有益效果：与现有技术相比，本发明的显著优点是：本发明制备过程简单，应用低温等离子照射技术，通过调节氮气与氢气气氛获得氮自由基和氢自由基，直接将无纺布废布转化为氮掺杂碳布，所制备的氮掺杂碳布具有一定的催化性，最高可获得86％最大CO法拉第效率。

附图说明

图1是本发明的流程图。

具体实施方式