阅读说明：本技术 一种废弃全氟聚醚润滑油的催化裂解方法 (Catalytic cracking method of waste perfluoropolyether lubricating oil ) 是由 张永奎 杜鑫航 李盼禹 罗佳 于 2021-08-19 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种废弃全氟聚醚润滑油的催化裂解方法,以MnO-(2)为催化剂,Na-(2)CO-(3)为含氟气体固定剂,使得全氟聚醚润滑油中的有机氟转移至更易处理的水相无机氟离子本发明具有以下优点：本发明工业用MnO-(2)与Na-(2)CO-(3)价格低廉,原料广泛,处理全氟聚醚润滑油的工艺过程简单,易于工业化应用。)MnO-(2)为裂解全氟聚醚润滑油有效的催化剂,脱氟率可达到99%,且在恰当条件下MnO-(2)可重复循环利用。运用Na-(2)CO-(3)固定含氟气体,避免释放含氟气体对人体和环境造成危害。(The invention provides a catalytic cracking method of waste perfluoropolyether lubricating oil, which uses MnO 2 As catalyst, Na 2 CO 3 The fluorine-containing gas fixing agent enables organic fluorine in the perfluoropolyether lubricating oil to be transferred to aqueous phase inorganic fluoride ions which are easier to treat, and the method has the following advantages: MnO for industry of the invention 2 With Na 2 CO 3 Low cost, wide raw material, simple process for treating perfluoropolyether lubricating oil and easy industrial application。）MnO 2 Effective catalyst for cracking perfluoropolyether lubricating oil, defluorination rate can reach 99%, and MnO is added under proper conditions 2 Can be repeatedly recycled. By applying Na 2 CO 3 The fluorine-containing gas is fixed, and the harm to human bodies and the environment caused by the release of the fluorine-containing gas is avoided.)

一种废弃全氟聚醚润滑油的催化裂解方法

技术领域

本发明属于废弃物处理领域，具体而言，涉及一种废弃全氟聚醚润滑油的催化裂解方法，特别是涉及利用MnO₂，Na₂CO₃在高温情况下催化裂解废弃全氟聚醚润滑油的方法。

背景技术

全氟聚醚润滑油（PFPE）是一种全氟高分子化合物，广泛应用于航空航天和各种苛刻的环境。分子仅由C,F,O三种元素组成，由于氟原子具有很强的电负性(C-F键能高达418.4～502.08 k J/mo1)，且碳链被氟原子屏蔽。因此，与烃类聚醚相比，全氟聚醚具有很多优异性能，例如化学惰性、热氧化稳定性、相容性、抗燃性、抗辐射性等。

全氟聚醚润滑油在不断使用过程中，由于环境温度过高等各种原因下会发生变质，成为“废润滑油”。废弃全氟聚醚润滑油堆积占据大量空间且在空气中会发生缓慢的氧化裂解，释放各种对人体和环境有害的含氟小分子气体（如F₂，CF₄，COF₂等），由于全氟聚醚润滑油极高的化学稳定性，目前尚未报道处理废弃全氟聚醚润滑油的方法，其难点在于有效的裂解以及裂解后含氟气体的固定，因此寻求高效环保处理废弃全氟聚醚润滑油的方法刻不容缓。

发明内容

本发明的目的在于提供一种废弃全氟聚醚润滑油的催化裂解方法，利用MnO₂，Na₂CO₃高温催化裂解废弃全氟聚醚润滑油。

本发明是通过如下技术方案实现的。

一种废弃全氟聚醚润滑油的催化裂解方法，以MnO₂为催化剂，Na₂CO₃为含氟气体固定剂，使得全氟聚醚润滑油中的有机氟转移至更易处理的水相无机氟离子。

具体包括如下步骤：

（1）将MnO₂、全氟聚醚润滑油和Na₂CO₃按照一定比例混合。其中全氟聚醚润滑油：MnO₂ 的质量为1:2-1:60， Na₂CO₃占全氟聚醚润滑油和MnO₂质量和的20-100%。

（2）将上述混合后物质转移至高温裂解装置内，进行加热反应。其中反应温度为300-1000℃，升温速率为0~20℃/min，反应时间为1-12 h。

本发明具有以下优点：

（1）工业用MnO₂ 与Na₂CO₃价格低廉，原料广泛，处理全氟聚醚润滑油的工艺过程简单，易于工业化应用。

（2）MnO₂为裂解全氟聚醚润滑油有效的催化剂，脱氟率可达到99%，且在恰当条件下MnO₂可重复循环利用。

（3）运用Na₂CO₃固定含氟气体，避免释放含氟气体对人体和环境造成危害。

附图说明

图1为本发明中催化剂在600℃反应前后X射线衍射的对比。

图2为本发明中催化剂在400℃反应前后X射线衍射的对比。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面将结合实施实例和附图对本发明作进一步解释。但需要特别说明的是，实施实例仅用于对本发明进行进一步解释，本发明要求保护的范围并不局限于实施实例表示的范围。

实施实例1

称取60 mg全氟聚醚润滑油与2.5 g MnO₂，均匀混合后转入50ml坩埚，在上述混合后物质上均匀铺2.5g Na₂CO₃，将其转移至马弗炉内，反应温度为600℃，升温速率为5℃/min，反应时间为3h。反应结束后，待马弗炉降至室温后取出坩埚，将坩埚中反应后的物质转移至塑料烧杯，加入蒸馏水至总体积为200ml，在搅拌状态下滴加浓硫酸至PH=1。搅拌3h后过滤，测定脱氟率。

实施实例2

称取60 mg全氟聚醚润滑油与2.4gMnO₂，均匀混合后转入50ml坩埚，在上述混合后物质上均匀铺2g Na₂CO₃，将其转移至马弗炉内，反应温度为400℃，升温速率为5℃/min，反应时间为3h。反应结束后，待马弗炉降至室温后取出坩埚，将坩埚中反应后的物质转移至塑料烧杯，加入蒸馏水至总体积为200ml，在搅拌状态下滴加浓硫酸至PH=1，搅拌3h后过滤，测定脱氟率。

实施实例3

称取160 mg全氟聚醚润滑油与2.5gMnO₂，均匀混合后转入50ml坩埚，在上述混合后物质均匀覆盖2g Na₂CO₃，将其转移至马弗炉内，反应温度为800℃，升温速率为10℃/min，反应时间为1h。反应结束后，待马弗炉降至室温后取出坩埚，将坩埚中反应后的物质转移至塑料烧杯，加入蒸馏水至总体积为200ml，在搅拌状态下滴加浓硫酸至PH=1，搅拌3h后过滤，测定脱氟率。

如图1所示，催化剂在反应前为MnO₂，在600 ℃反应后MnO₂高温脱氧变为Mn₂O₃。

如图2所示，由于在400 ℃下反应未达到MnO₂脱氧温度，因此催化剂在反应前后均为MnO₂。

本发明以MnO₂为高效环保的催化剂、Na₂CO₃为有效的含氟气体固定剂，在最适反应条件下，可使全氟聚醚润滑油中的有机氟完全转移至更易处理的水相无机氟离子，转移至水相中的无机氟离子占全氟物中氟的比率即为脱氟率。应用此方法脱氟率可接近99%，故本发明可以作为废弃全氟聚醚润滑油良好的处理方法，具有较好的应用前景。