[發(fā)明專利]一種利用廢棄線路基板制備碳化硅粉體材料的方法

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• 申請日: 2018-02-12
• 公開（公告）號: CN108439408A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發(fā)明（設計）人: 熊亞;田雙紅;黎外青;仇榮亮;阮菊俊
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: C01B32/956
• 分類號: C01B32/956
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳衛(wèi)

本發(fā)明提供了一種利用廢棄線路基板制備碳化硅粉體材料的方法。包括以下步驟：將廢棄線路基板破碎、分選出銅粉后，將剩余的基板粉碎后，酸洗，烘干；在惰性氣體保護下，于200～900℃熱解0.1～3 h，再冷卻至室溫，得到熱解產(chǎn)物；將上述熱解產(chǎn)物放入石墨爐中，在惰性氣體保護下，于1000～2000℃進行碳熱還原0.1～10 h，冷卻、研磨，得到碳熱還原產(chǎn)物；對上述碳熱還原產(chǎn)物進行酸洗后，水洗至中性，烘干、研磨，即可得到碳化硅粉體材料。本發(fā)明以廢棄線路基板作原料，提供了一個經(jīng)濟有效的SiC粉體合成路徑，也可在一定程度上減少其對環(huán)境的污染。該方法操作簡單，反應條件易控，可應用于機械、航空和環(huán)保等領域。

技術領域

本發(fā)明屬于固體廢棄物資源化和碳化硅制備技術領域。更具體地，涉及一種利用廢棄線路基板制備碳化硅粉體材料的方法。

背景技術

伴隨電子科技的發(fā)展和電子產(chǎn)品的普及，電子垃圾數(shù)量急劇增加，預計2018年全球電子垃圾的產(chǎn)生量為5000萬噸，且將保持每年約200萬噸的高速增長。廢棄線路板（PCB，printed circuit board）是電子垃圾的核心部件，約占電子垃圾的3%。將電子元器件剝離后的廢棄線路板稱為廢棄線路基板，主要含有玻璃纖維、樹脂和銅粉，還含有少量的金屬或者金屬氧化物。廢棄線路基板不加以處理會污染環(huán)境、威脅人類健康和社會穩(wěn)定發(fā)展。因此，如何對急劇增加的廢棄線路基板進行有效、無害化、甚至資源化處理成為全球面臨的共同課題。目前廢棄線路基板資源化利用方法有：回收線路基板中銅粉和貴金屬；熱解線路基板制備炭吸附劑。

碳化硅（SiC）具有強度高、抗氧化、耐腐蝕、導熱性好、熱膨脹系數(shù)低、以及半導體性質(zhì)，可應用在機械、電子、化工、能源、航空航天及環(huán)保等眾多領域。此外，低尺度SiC還具有儲氫、光催化、和吸收雷達波等性質(zhì)，在儲能、光催化、隱身材料等領域也具有非常廣闊的應用前景。

因此，以廢棄線路基板為起始原料，通過碳熱還原制備碳化硅粉體材料，從而實現(xiàn)廢棄線路基板的資源化利用，變廢為寶，對環(huán)境保護及碳化硅材料技術的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種利用廢棄線路基板制備碳化硅粉體材料的方法。本發(fā)明利用廢棄線路基板作原料，提供了一個經(jīng)濟有效的SiC粉體合成路徑，也可在一定程度上減少其對環(huán)境的污染，解決了廢棄線路基板這種固廢物的環(huán)境和再資源化難題。

本發(fā)明的目的在于，提供一種利用廢棄線路基板制備碳化硅粉體材料的方法。

本發(fā)明的另一個目的在于，提供由上述制備方法所制得的高附加值的碳化硅粉體材料。

本發(fā)明上述目的通過以下技術方案實現(xiàn)：

本發(fā)明涉及了一種利用廢棄線路基板制備碳化硅粉體材料的方法，包括以下步驟：

S1. 廢棄線路基板破碎、分選出銅粉后，將剩余的基板粉碎后，酸洗，烘干；

S2. 在惰性氣體保護下，于200～900℃熱解0.1～3 h，再冷卻至室溫，得到熱解產(chǎn)物；

S3. 將上述熱解產(chǎn)物放入石墨爐中，在惰性氣體保護下，于1000～2000℃進行碳熱還原0.1～10 h，冷卻、研磨，得到碳熱還原產(chǎn)物；

S4. 對上述碳熱還原產(chǎn)物進行酸洗后，水洗至中性，烘干、研磨，即可得到碳化硅粉體材料。

為實現(xiàn)廢棄線路基板的資源化利用并獲得高附加值的碳化硅粉體材料，本發(fā)明提供了一種以廢棄線路基板為原料的簡單的碳熱還原制備方法，以獲得高附加值的碳化硅粉體材料。

廢棄線路基板由板和銅印刷線路組成，所述的“將剩余的基板粉碎”是指將分離出銅粉后的廢棄線路基板。