【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子材料固废资源再利用处理领域，涉及一种基于温和处理技术处理聚烯烃固废为液态烷烃及其后续化学升级再利用的方法，特别涉及生活中的废聚乙烯、聚丙烯及其混合物的处理。
技术介绍
1、公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
2、塑料无处不在，产品从食品和蔬菜包装袋、编织袋、渔网渔具、日常用品、医疗器械到汽车组件等等。在全球范围内，每年超过3.6亿吨(约占3-4％的每年处理总碳)的塑料生产，有1/3左右的产品只使用一次便被丢弃。大多数塑料固废积累在垃圾填埋场或分散在水体中。塑料产品因其单体不同，分成不同的种类和用途。其中，由于聚烯烃的化学惰性，在其熔点或软化点以下进行转化具有相当的挑战性。目前，塑料固废回收技术仍以机械回收和热焚烧转化为主。因此，寻找一种经济可行的塑料固废的处理、实现资源再利用的方法迫在眉睫，聚烯烃固废催化升级为高附加值化学品研究引起了大量的关注。目前，将聚烯烃(主要为pp、pe、ldpe、hdpe及其混合物)塑料转化为高附加值产品的方法主要有：催化热解、加氢催化、光催化、生物解聚等。
3、催化热解法即在热解过程中加入催化剂，通过改变反应所需的活化能以及调控反应动力学等方式，可以有效的实现聚烯烃塑料向窄分布碳氢化合物的转化，从而制备例如汽油、柴油级别的燃料产品。其中，催化剂孔结构、活性位点分布和表面酸碱度等起至关重要的作用。塑料催化热解使用的催化剂种类繁多，可以分为沸石
4、加氢催化即将氢气引入催化裂解，不仅可以有效解决催化剂积碳问题，还可以提高汽油、柴油馏分液体的收率和选择性，同时解决了液体油纯化难题。氢气的引入促进了碳正中间体在催化剂表面的脱附过程，抑制了低碳烃的生成，提高了液体产物的选择性。相较于塑料热催化裂解，塑料加氢催化反应一定程度的降低了反应温度，反应条件较温和，同时提高了汽油、柴油等高价值燃料的转化率及选择性。但氢解反应时间仍较长，反应过程中需要大量的氢气来促进聚合物长链断裂，催化剂使用铂、钌等贵金属作为催化位点，且催化剂用量与塑料的比例较高，成本较高，实际应用仍然有很大局限性。
5、光催化是一种潜在和可行的化学转化途径。光催化剂可以在光照下产生光能激发空穴和光生电子等活性物质使塑料活化。因此，光催化将是废弃塑料转化的一种很有前景的方法。但由于光催化剂的二氧化碳还原活性差，所以c2燃料的产量相对较低。塑料光催化裂解还在实验室探索阶段。
6、塑料固体废弃物的生物(自然)降解因其绿色、可持续的特点逐渐成为国内外研究热点。生物降解是一个无危害的处理策略，在生物降解过程中不会产生任何副产物。由酶介导的生物降解具有高效可持续的优势，已经成为塑料废弃物处理和回收再利用的理想途径。但是生物降解机制仍不清楚，降解效率低，高值化产品不确定等问题仍然是困扰生物降解的问题。
7、综上所述，现行的废旧塑料处理的方法具有降解催化剂成本昂贵、降解效率低、反应机制不明确、难以工业化等问题。所以，开发一种条件温和、工艺简单、效果显著的塑料固废处理技术对实现废旧塑料处理并进一步实现资源的循环再利用，努力实现处理过程的绿色清洁、环境友好有着重要意义。
8、现有关于塑料固废的处理方法大都只注重废旧塑料材料的降解，忽略了材料的回收利用，结果造成了资源的浪费。专利技术人之前的论文《chemical upcycling ofpolyethylene,polypropylene,and mixtures to high-value surfactants》公开了一种将聚乙烯和聚丙烯转化为脂肪酸的方法，但其需要高温处理，且转化率仍有待提升。
技术实现思路
1、针对目前聚烯烃塑料固废处理研究中存在的问题，本专利技术提供了一种温和条件下废旧聚烯烃塑料处理技术，它是利用高离子液体反应环境来提高聚合物的反应活性，降低降解过渡态的反应能垒。将聚合物c-c键的吸热裂解与裂解产物的放热烷基化反应相结合，可以在低于100℃的温度下将聚乙烯和聚丙烯完全转化为液态烯烷烃(c6至c12)。后将液态产物经磺化，最终转化为表面活性剂。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术的第一个方面，提供了一种基于温和处理技术的塑料固废制备表面活性剂的方法，包括：
4、将塑料固废、轻异烷烃、路易斯酸性氯铝酸盐离子液体、叔丁基氯、液体二氯甲烷混合均匀，加热进行反应，得到液态烯烷烃；
5、将所述液态烯烷烃进行磺化反应，得到表面活性剂；
6、其中，所述路易斯酸性氯铝酸盐离子液体为由卤化吡啶或卤化咪唑类化合物与无水氯化铝在惰性气氛下制备而成。
7、本专利技术开发的废旧塑料处理技术，它是在温和条件下处理废旧塑料并将其转化为表面活性剂的技术。本专利技术利用路易斯酸性氯铝酸盐离子液体作为烷基化催化剂的高离子液体反应环境来产生活性位点，提高聚合物的反应活性，在低温条件下提高聚烯烃转化率；在轻异烷烃存在下，将聚合物c-c键的吸热裂解与裂解产物的放热烷基化反应相结合，可以在低于100℃的温度下将聚乙烯和聚丙烯完全转化为液态烯烷烃，后将液态产物经磺化反应转化为表面活性剂。
8、本专利技术利用高离子液体反应环境来提高聚合物的反应活性，可以使聚乙烯和聚丙烯在低于100℃的温度下完全转化为液态烯烷烃，后将液态产物经磺化转化为表面活性剂。因此，在一些实施方式中，咪唑类化合物选自1-烷基咪唑、1-烷基-3-甲基咪唑、1-烷基-2,3-甲基咪唑中至少一种。
9、在一些效果较优的实施方式中，所述卤化咪唑类化合物为氯化(1-丁基-3-甲基咪唑)。
10、在一些实施方式中，所述轻异烷烃选自异丁烷、异戊烷、异己烷中至少一种。优选的，轻异烷烃为异戊烷。
11、在一些实施方式中，所述加热进行反应的条件为90-120℃下，反应1-5h。优选的，搅拌转速500-1200r/min。
12、在一些实施方式中，所述塑料固废、轻异烷烃、路易斯酸性氯铝酸盐离子液体、叔丁基氯、液体二氯甲烷的质量比为40-50：160-180：185-200：1-1.2：1-1.2。
13、在一些实施方式中，磺化剂选自氯磺酸、三氧化硫、亚硫酸钠中至少一种。优选的，磺化剂为三氧化硫。
14、在一些实施方式中，所述磺化反应的条件为70-90℃下，反应0.5-3h。
15、本专利技术的第二个方面，提供了上述的方法制备的表面活性剂。
16、在一些实施方式中，所述表面活性剂为α-烯基磺酸钠或十二烷基磺酸钠。优选的，表面活性剂为十二烷基磺酸钠。
17、本专利技术的有本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于温和处理技术的塑料固废制备表面活性剂的方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于温和处理技术的塑料固废制备表面活性剂的方法，其特征在于，咪唑类化合物选自1-烷基咪唑、1-烷基-3-甲基咪唑、1-烷基-2,3-甲基咪唑中至少一种。
3.如权利要求1所述的基于温和处理技术的塑料固废制备表面活性剂的方法，其特征在于，所述卤化咪唑类化合物为氯化(1-丁基-3-甲基咪唑)。
4.如权利要求1所述的基于温和处理技术的塑料固废制备表面活性剂的方法，其特征在于，所述轻异烷烃选自异丁烷、异戊烷、异己烷中至少一种。
5.如权利要求1所述的基于温和处理技术的塑料固废制备表面活性剂的方法，其特征在于，所述加热进行反应的条件为90-120℃下，反应1-5h。
6.如权利要求1所述的基于温和处理技术的塑料固废制备表面活性剂的方法，其特征在于，所述塑料固废、轻异烷烃、路易斯酸性氯铝酸盐离子液体、叔丁基氯、液体二氯甲烷的质量比为40-50：160-180：185-200：1-1.2：1-1.2。
7.如权利要求1所述的
8.如权利要求1所述的基于温和处理技术的塑料固废制备表面活性剂的方法，其特征在于，所述磺化反应的条件为70-90℃下，反应0.5-3h。
9.权利要求1-8任一项所述的方法制备的表面活性剂。
10.权利要求9所述的表面活性剂，其特征在于，所述表面活性剂为α-烯基磺酸钠或十二烷基磺酸钠。
...【技术特征摘要】
1.一种基于温和处理技术的塑料固废制备表面活性剂的方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于温和处理技术的塑料固废制备表面活性剂的方法，其特征在于，咪唑类化合物选自1-烷基咪唑、1-烷基-3-甲基咪唑、1-烷基-2,3-甲基咪唑中至少一种。
3.如权利要求1所述的基于温和处理技术的塑料固废制备表面活性剂的方法，其特征在于，所述卤化咪唑类化合物为氯化(1-丁基-3-甲基咪唑)。
4.如权利要求1所述的基于温和处理技术的塑料固废制备表面活性剂的方法，其特征在于，所述轻异烷烃选自异丁烷、异戊烷、异己烷中至少一种。
5.如权利要求1所述的基于温和处理技术的塑料固废制备表面活性剂的方法，其特征在于，所述加热进行反应的条件为90-120℃下，反应1-5h。
【专利技术属性】
技术研发人员：张其坤，陈美玲，王忠辉，王新杰，管银涛，王倩，闫硕，
申请(专利权)人：山东师范大学，
类型：发明
国别省市：
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