溴化环氧树脂废弃物与含铜废催化剂及DMF废水的协同处理：污染物降解与资源回收的绿色策略

针对电子废弃物中溴化环氧树脂(BER)、工业含铜废催化剂(CBSC)和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)废水三类危险废弃物的处理难题，研究人员创新性地构建亚临界DMF废水(SDW)协同处理体系，实现98.79%溴素脱除率、99.08% DMF降解率及62.97%铜回收率，通过铜价态转化促进羟基自由基(·OH)生成的多效协同机制，为危险废弃物资源化提供绿色低碳解决方案。

　　

随着电子产品迭代加速，废弃电路板(WPCB)激增带来严峻环境挑战。作为WPCB主要非金属组分，溴化环氧树脂(BER)含有阻燃剂和固化树脂，传统焚烧或填埋处理会产生剧毒二噁英；工业过程中产生的含铜废催化剂(CBSC)因铜烧结失活成为危险废弃物(HW)，但富含稀缺金属资源；而广泛使用的有机溶剂N,N-二甲基甲酰胺(DMF)废水具有致癌性，直接排放会导致水体富营养化。这三类污染物单独处理成本高且效率有限，亟需开发协同处理新策略。

西安某废品回收公司合作机构的研究人员创新提出"一锅法"亚临界DMF废水(SDW)协同处理体系。通过构建SDW反应系统，利用DMF分解产物(CO₂、NH₄⁺、二甲胺DMA)促进BER溶胀和铜浸出，同时CBSC中铜价态转换产生的羟基自由基(·OH)显著提升DMF降解和BER脱溴效率，形成"HBr促进铜浸出→铜催化·OH生成→自由基加速污染物降解"的良性循环。该成果发表于《Journal of Analytical and Applied Pyrolysis》。

关键技术包括：亚临界水反应系统构建（300°C/8MPa）、铜价态X射线衍射(XRD)分析、气相色谱-质谱(GC-MS)检测有机产物、电感耦合等离子体(ICP)测定金属回收率，以及生命周期评估(LCA)量化碳足迹。

【固体残留物表征】
XRD显示原始CBSC主要含Cu⁰和Cu₂O，处理后转化为CuBr和CuBr₂；扫描电镜(SEM)观察到300°C时固体残留物形成多孔碳结构，表面附着白色CuBr晶体和黄色CuBr₂颗粒。

【协同机制解析】
1）DMF分解产生的NH₄⁺和胺类物质使BER溶胀度提升3倍，促进溴素释放；
2）CBSC中Cu⁰/Cu⁺/Cu²⁺循环产生·OH，使DMF降解表观活化能降低至45.2 kJ/mol；
3）BER脱溴产生的HBr将铜浸出率从38.7%提升至62.97%。

【最优工况】
300°C反应60分钟时，实现溴素脱除率98.79%、DMF降解率99.08%，获得纯度58.94%的苯酚产物，铜回收率较单独处理CBSC提高62.8%。LCA显示该工艺碳足迹较传统方法降低76.3%。

结论表明，SDW协同处理通过三类废弃物的"以废治废"，同步实现溴素深度脱除、铜高效回收和DMF矿化降解。Yingying Qi和Fu-Rong Xiu团队揭示的铜价态转换催化机制为危险废弃物资源化提供了新思路，其"反应条件温和、产物价值高、环境友好"三大优势展现出工业化应用潜力。该研究不仅解决电子废弃物处理难题，更为实现"双碳"目标提供了创新技术路径。