纺织废弃物热化学转化过程中热解产物的特性分析

《Canadian Journal of Chemical Engineering》：Characterization of pyrolytic products from the thermochemical conversion of textile waste

纺织废物热解制备化学品及 chars 表征研究。将棉花、未处理和硝酸处理牛仔布在500℃固定床反应器中热解，分别获得呋喃/糖/酮类混合物。 chars 表征显示处理牛仔布 chars 表面活性最高(368.4 m2/g)，且纤维断裂程度与热解产物分布相关。FTIR 和 XRD 分析表明未完全热解及染料残留特性。研究为可持续纺织品废物资源化提供新途径。

　　

摘要

纺织业的迅速发展导致了纺织废物的大量产生，给城市废物管理系统带来了挑战。纺织废物由天然和合成聚合物组成，通过热化学转化可以对其进行资源化利用。本研究在500°C的固定床反应器中，对棉花、未经处理的牛仔布以及经过处理的牛仔布废物进行了热解，以生产呋喃、糖类和酮类等高附加值化学品。热解前，这些废物首先被切碎、清洗并晾干；对于经过处理的牛仔布，还需用硝酸进行化学处理以去除染料。原料分析显示，其挥发物含量较高（棉花为85%，处理过的牛仔布为83%，普通牛仔布为81%），水分含量较低（约6%），其中处理过的牛仔布由于染料残留物而具有较高的灰分含量。热解后的分析结果表明：棉花废物主要生成了呋喃（40%）、糖类（35%）和酮类（15%）；处理过的牛仔布生成了糖类（40%）、呋喃（30%）和酮类（25%）；未经处理的牛仔布则主要生成了酮类（70%）和糖类（25%）。所得炭样的性质通过BET比表面积分析、扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和X射线衍射（XRD）进行了表征。处理过的牛仔布炭样的比表面积最大（368.4 m2/g），其次是棉花炭样（231.4 m2/g），而未经处理的牛仔布炭样的比表面积最低（17.0 m2/g）。SEM分析显示棉花和处理过的牛仔布炭样中的纤维发生了显著破碎，而未经处理的牛仔布纤维基本保持完整。FTIR分析表明存在未完全转化的残留官能团，XRD则证实了牛仔布炭样中仍含有染料。这些发现凸显了纺织废物热解在可持续废物管理和化学品生产方面的潜力。

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