本發(fā)明屬于固廢回收領域，具體涉及一種含氟有機固廢快速降解回收方法。
背景技術：
1、含氟有機化合物特別是聚四氟乙烯(ptfe)由于其卓越的耐熱、耐化學腐蝕性能和低摩擦系數，ptfe被廣泛用于密封材料、絕緣層和防腐襯里等方面。這些應用雖然提升了產品的性能，但也帶來了廢棄物處理的難題。由于ptfe分子結構中含有高度穩(wěn)定的碳-氟鍵(c–f鍵)，其熱穩(wěn)定性和化學惰性使其在自然環(huán)境中幾乎無法分解，導致固廢長期積存，成為一種“難處理”的廢棄物類型。
2、傳統的ptfe廢棄物處理方式主要包括物理處理、熱解及焚燒等方法，但存在諸多局限性。物理處理通常只是改變ptfe廢棄物的形態(tài)，如破碎、粉碎等，物理回收得到的產品性能遠差于原始ptfe的性能，無法實現其資源化再利用。如cn104175421a公開了一種聚四氟乙烯廢料的回收方法，采用清洗→烘干→破碎→三段控溫成型的方式回收得到聚四氟乙烯顆粒，該方法回收的聚四氟乙烯品質較低，使用場景受限。熱解和焚燒法雖然能夠部分降解ptfe，但會產生有害的氟化物和劇毒氣體(如二氟化碳和四氟化碳等)，不僅存在安全隱患，還會對環(huán)境造成嚴重污染。因此，迫切需要開發(fā)一種能夠在溫和條件下分解ptfe分子鏈，實現聚合物中碳源和氟源的綠色再回收利用。
3、除了ptfe之外，其他類型的含氟有機固廢如聚全氟乙丙烯(fep)和全氟辛酸類物質(如pfoa、pfos)，同樣面臨處理難題。fep作為ptfe的共聚物，保留了高強度的c–f鍵，其熱分解溫度略低于ptfe，但仍具有極強的化學惰性。而pfoa、pfos等小分子含氟有機物被廣泛用于表面活性劑、防污涂層等領域，具有生物難降解性、環(huán)境遷移性和生物富集性，已被列為持久性有機污染物(pops)。目前主流處理方法包括高溫焚燒、等離子體分解、超臨界水氧化等，但普遍存在處理成本高、效率低、副產物控制困難等問題。因此，開發(fā)一種通用性強、適用于多種含氟固廢類型的溫和降解方法，不僅對ptfe，也對fep和pfoa類污染物的處理都具有重要意義。
4、近年來，基于化學反應破壞塑料的分子結構實現對塑料廢棄物分子水平降解和成分回收，逐漸受到研究人員的關注。相比于物理和熱解處理方法，化學回收不僅具有處理效率高、資源回收率高的特點，還能夠實現特定成分的定向回收，從而為廢棄塑料的資源化利用提供了新的思路。對于含氟有機化合物，由于c–f鍵具有極高的鍵能，傳統化學回收方法無法實現對含氟有機化合物結構進行原子級別回收利用，仍存在反應條件苛刻、處理時間長、副產物多等問題。如專利cn114058074a公布了一種廢舊聚四氟乙烯的回收方法，通過采用微波輻射技術進行廢舊聚四氟乙烯再生，主要原理是對聚四氟乙烯穩(wěn)定的結晶態(tài)進行破壞，使其轉變成無定形態(tài)的膠體，然后制備成形式各異的聚四氟乙烯產品。該項技術雖然利用高能輻射光源對ptfe進行結晶態(tài)破環(huán)，只能部分破壞c–f鍵，選擇性差。此外，該方法步驟繁瑣，成本較高，無法進行大規(guī)模應用。
技術實現思路
1、本發(fā)明針對上述問題，提出了一種通過接觸電致催化誘導自蔓延反應實現含氟有機化合物廢棄物超快化學回收方法。本發(fā)明技術方案如下：
2、一種含氟有機固廢快速降解回收方法，其特征在于，以液態(tài)鈉鉀合金為反應介質，通過摩擦誘導電子轉移激發(fā)含氟有機固廢中含氟化合物分子中的c–f鍵，觸發(fā)沃爾茲型脫氟反應，釋放反應熱并形成自持燃燒波，實現聚合物內部的完全斷裂與轉化，最終生成多孔碳和金屬氟化物產物。
3、進一步地，該方法包括下述步驟：
4、(1)材料準備：將含氟有機固廢烘干去除水分，粉碎成粉末狀；
5、(2)在惰性氣氛下，將步驟(1)中所得粉末鋪設于反應容器中，并滴加液態(tài)鈉鉀合金；
6、(3)通過機械擾動誘導電子轉移，激活含氟化合物廢棄粉末分子中的碳-氟鍵，觸發(fā)脫氟自蔓延燃燒反應，促進含氟化合物內部結構斷裂與轉化，生成多孔碳材料和金屬氟化物；
7、(4)冷卻，過濾離心，收集產物。
8、步驟(1)中所述去除水分的方式包括烘烤、干燥或其他能夠降低樣品含水量方式中的一種或多種，處理溫度范圍為60℃至300℃。
9、步驟(1)中所述粉碎方式包括球磨、剪切、碾磨或其他降低樣品顆粒粒徑方式中的一種或多種。
10、步驟(2)中所述惰性氣氛為氬氣、氮氣中的一種或多種。
11、所述含氟有機固廢是具有含氟化合物的聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯、全氟辛酸、全氟辛烷磺酸鹽、全氟辛烷、全氟萘烷、全氟癸酸、八氟萘、全氟羧酸、四氟乙烯、全氟丁烷磺酸、六氟丙烯、六氟乙烷、八氟丙烷、八氟環(huán)丁烷、全氟己基磺酸及其鹽類以及它們的異構體。
12、步驟(2)中所述液態(tài)鈉鉀合金的組成滿足在室溫反應條件下維持液態(tài)的要求，所述鈉與鉀的質量比為60:40至10:90，優(yōu)選22:78。
13、步驟(2)中所述滴加液態(tài)鈉鉀合金的用量依據待降解含氟有機固廢的化學組成以及所選鈉鉀合金的摩爾比例，按化學計量比進行計算，以確保反應完全。
14、步驟(3)中所述機械擾動方式包括輕微刮擦、震動、攪拌，或其他能夠觸發(fā)電子轉移過程的物理擾動方式中的一種或多種。
15、與傳統方法相比，本發(fā)明具有能源消耗低、反應效率高、環(huán)境友好等優(yōu)點，不僅提高了含氟有機化合物固廢的處理效率，還能夠有效降低傳統處理方式中有害物質的產生風險。因此，本發(fā)明在實現含氟有機化合物固廢無害化處理的同時，兼具資源化利用和環(huán)境友好的優(yōu)勢，為含氟有機化合物廢棄物的資源化利用提供一種新的技術途徑。
1.一種含氟有機固廢快速降解回收方法，其特征在于，以液態(tài)鈉鉀合金為反應介質，通過摩擦誘導電子轉移激發(fā)含氟化合物分子中的c–f鍵，觸發(fā)沃爾茲型脫氟反應，釋放反應熱并形成自持燃燒波，實現聚合物的完全斷裂與轉化，最終生成多孔碳和金屬氟化物產物。
2.根據權利要求1所述的一種含氟有機固廢快速降解回收方法，其特征包括下述步驟：
3.根據權利要求2所述的一種含氟有機固廢快速降解回收方法，其特征在于，步驟(1)中所述去除水分的方式包括烘烤、干燥或其他能夠降低樣品含水量方式中的一種或多種，處理溫度范圍為60℃至300℃。
4.根據權利要求2或3所述的一種含氟有機固廢快速降解回收方法，其特征在于，步驟(1)中所述粉碎方式包括球磨、剪切、碾磨或其他降低樣品顆粒粒徑方式中的一種或多種。
5.根據權利要求2或3所述的一種含氟有機固廢快速降解回收方法，其特征在于，步驟(2)中所述惰性氣氛為氬氣、氮氣中的一種或多種。
6.根據權利要求2或3所述的一種含氟有機固廢快速降解回收方法，其特征在于，所述含氟有機固廢是具有含氟化合物的聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯、全氟辛酸、全氟辛烷磺酸鹽、全氟辛烷、全氟萘烷、全氟癸酸、八氟萘、全氟羧酸、四氟乙烯、全氟丁烷磺酸、六氟丙烯、六氟乙烷、八氟丙烷、八氟環(huán)丁烷、全氟己基磺酸及其鹽類以及它們的異構體。
7.根據權利要求2或3所述的一種含氟有機固廢快速降解回收方法，其特征在于，步驟(2)中所述液態(tài)鈉鉀合金的組成滿足在室溫反應條件下維持液態(tài)的要求，所述鈉與鉀的質量比為60:40至10:90。
8.根據權利要求2或3所述的一種含氟有機固廢快速降解回收方法，其特征在于，步驟(2)中所述液態(tài)鈉鉀合金鈉與鉀的質量比為22:78。
9.根據權利要求2或3所述的一種含氟有機固廢快速降解回收方法，其特征在于，步驟(2)中所述滴加液態(tài)鈉鉀合金的用量依據待降解含氟有機固廢的化學組成以及所選鈉鉀合金的摩爾比例，按化學計量比進行計算，以確保反應完全。
10.根據權利要求2或3所述的一種含氟有機固廢快速降解回收方法，其特征在于，步驟(3)中所述機械擾動方式包括輕微刮擦、震動、攪拌，或其他能夠觸發(fā)電子轉移過程的物理擾動方式中的一種或多種。