一种微塑料处理方法

本发明属于塑料处理领域，特别涉及一种微塑料处理方法。

背景技术：

1、自20世纪初开始，塑料由于其具有经济实惠性、优良的可塑性以及较好的稳定性等特征，迅速在全世界轻工业、渔业、医疗行业以及人类生活等材料发展过程中占据一席之地。普通的塑料制品废弃在自然环境中其降解过程中往往需要数十年，而微塑料便是普通塑料在降解过程中的必然产物。微塑料被生物摄入后在体内无法被消化吸收，会导致生物体营养不良，进而影响生物体免疫功能，最终将引起生物体的病变或死亡；微塑料在迁移转化过程中还会释放出有机单体和有毒添加剂，有毒添加剂包括双酚a和邻苯二甲酸盐在内的多种增塑剂、抗菌剂和阻燃剂，这些添加剂已被证明能够影响生物的内分泌功能，诱发遗传畸变，危害生殖和发育。微塑料通过食物链层层富集其含量逐级增大，最后被人类吸收后将会对人体生命健康产生巨大的危害。因此找到一种可以有效处理微塑料的方法并设计一种可以处理微塑料的设备便显得尤为重要。

2、目前土壤微塑料的处理方法大体可以分为物理处理法，化学处理法，生物处理法及联用技术四大类。其中物理处理法由于其具有成本低廉，操作简便等优点而应用较为广泛。如专利文献号为115283126a的专利公开了一种通过使用浮选液浸泡土壤进而分离微塑料的方法，专利文献号为113042351b的专利公开了一种通过过筛与密度分离相结合的方式对土壤中微塑料进行分离的方法。但是由于土壤结构的疏松多孔，微塑料往往会被吸附在土壤中从而导致使用上述方法无法将其完全分离，并且上述方法所需要的处理时间较长，并且其使用的萃取剂会对土壤造成一定的污染。

技术实现思路

1、针对现有技术的问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种基于微波处理微塑料的方法。

2、本发明的一种处理微塑料的方法，包括：

3、(1)将含微塑料的物质铺在碳基体上，然后放入气氛仓中；

4、(2)气氛仓中通入气体，通气结束后，进行微波处理，冷却至室温。

5、上述制备方法的优选方式如下：

6、所述步骤(1)中含微塑料的物质为微塑料或含有微塑料的土壤。

7、所述土壤包括黏土质土壤，砂质土壤，壤土，淤泥土，赤红土，棕壤，酸性土壤，盐碱土中的一种或几种。

8、所述步骤(1)中含微塑料的物质进行干燥、粉碎。

9、所述步骤(1)中微塑料为普通商业聚烯烃类物质，包括但不限于聚丙烯、聚乙烯醇、酚醛中的一种或几种。

10、所述步骤(1)中将含微塑料的物质铺在碳基体上具体为：将含微塑料的物质均匀平铺在碳基体上，含微塑料的物质厚度为5mm以下。

11、所述步骤(1)中碳基体为活性炭、金刚石、石墨烯、碳纤维、炭黑、碳纳米管、碳纤维、碳海绵、碳泡沫复合材料中的一种或几种。

12、所述步骤(2)中气体为空气、氮气、氩气、氦气中的一种。

13、所述步骤(2)中进行微波处理为在气氛仓内进行微波处理。

14、所述步骤(2)中微波处理为采用微波发生器，微波发生器设于气氛仓内。

15、所述步骤(2)中微波处理的工艺参数：功率为50w-1000w，处理时间10-120秒。

16、步骤(2)中微波发生器所发生的微波频率为300mhz到300ghz之间。

17、本发明的一种处理微塑料的装置，所述装置包括：微波发生器，其中微波发生器设于气氛仓内，气氛仓中还设有碳基体。

18、所述微波发生器设于碳基体正上方、可以位于碳基体的下方，或者侧面，只需让碳基体感应到微波即可；所述碳基体用于放置含微塑料的物质。

19、进一步地如，微波处理土壤微塑料的方法，包括以下步骤：

20、步骤1：将含有微塑料的土壤干燥后粉碎，将粉碎后的土壤均匀铺在碳基体上；将铺有土壤微塑料的碳基体放入气氛仓中；

21、步骤2：向气氛仓中通入惰性气体；关闭进气装置并打开微波加热装置的微波发生器；微波处理后，待温度冷却至室温后将处理后的土壤取出。

22、所述的土壤微塑料为常见的塑料颗粒及其混合物。

23、原理如下(如图1所示)：将含有土壤的微塑料放置在碳基体上，将碳基体转移到气氛仓中，通过气氛仓中的微波发生器释放微波；微波诱导碳基体瞬间产生高温，并电离气氛仓中气体产生等离子体，土壤微塑料在碳基体的高温和等离子体的共同作用下降解。上述方法充分发挥了微波加热穿透性强，加热速度快，无污染的特点，解决了现有处理方法中对微塑料处理不充分、所需时间长、会对土壤造成二次污染的问题，为微塑料处理提供了一种更加便捷、有效的途径。

24、本发明利用微波使碳基体迅速升温达到3000k以上的温度，进而将气体舱中所填充的气体激发为高温等离子体，再利用所产生的等离子体和碳热同时加热土壤中的微塑料，使其在短时间内升高到热分解温度而分解，从而实现在不对土壤造成污染的前提下，快速完全的去除土壤中存有的微塑料。

25、有益效果

26、本发明与其他处理土壤微塑料的方法相比，通过微波加热的手段使微塑料分解，处理的更加彻底，所需时间更短效率更高，并且不会对土壤造成二次污染，处理后的土壤在短时间内就可以重新使用，为解决当前微塑料污染的问题提供了一种新的方法。

27、而相较于其他加热方法，微波加热具有加热速度快、能源利用率高、温度梯度小、穿透性强等优点，“热点效应”是微波加热的重要特性，由该效应所产生的快速加热效果是传统加热方式所达不到的。因此，采用本方法加热时不需要额外增添保温装置及传热介质，大大节省了设计制造成本，并且所使用的碳基体作为一种良好的吸波介质在微波辐射下可快速获得3000k以上的温度形成“热点效应”从而将氮气电离为超高温等离子体，等离子体可以穿透土壤层加热微塑料从而使其快速达到热分解温度而分解，解决了传统加热方法在加热过程中会导致土壤中微塑料受热不均，分解不充分的问题，并且所使用的填充气如氮气等，其电离后产生的等离子体无毒无害，不会对土壤造成二次污染。

技术特征：

1.一种处理微塑料的方法，包括：

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤(1)中含微塑料的物质为微塑料或含有微塑料的土壤。

3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述土壤包括黏土质土壤，砂质土壤，壤土，淤泥土，赤红土，棕壤，酸性土壤，盐碱土中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤(1)中含微塑料的物质进行干燥、粉碎。

5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤(1)中微塑料为聚烯烃类物质。

6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤(1)中将含微塑料的物质铺在碳基体上具体为：将含微塑料的物质均匀平铺在碳基体上，含微塑料的物质厚度为5mm以下。

7.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤(1)中碳基体为活性炭，金刚石，石墨烯，碳纤维，炭黑，碳纳米管，碳纤维复合材料中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤(2)中气体为空气、氮气、氩气、氦气中的一种。

9.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤(2)中微波处理的工艺参数：功率为50w-1000w，处理时间10-120秒。

10.一种处理微塑料的装置，其特征在于，所述装置包括：微波发生器，其中微波发生器设于气氛仓内，气氛仓中还设有碳基体。

技术总结
本发明涉及一种微塑料处理方法，将含微塑料的物质铺在碳基体上，然后放入气氛仓中，气氛仓中通入气体，通气结束后，进行微波处理。本发明解决了传统加热方法在加热过程中会导致土壤中微塑料受热不均，分解不充分的问题，并且所使用的填充气为氮气，其电离后产生的等离子体无毒无害，不会对土壤造成二次污染。

技术研发人员：徐桂银,党晨阳,单明辉,程磊,王琨贺,杨雨晨,朱美芳
受保护的技术使用者：东华大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15