氬氣是目前工業(yè)上應(yīng)用很廣的稀有氣體。它的性質(zhì)十分不活潑，既不能燃燒，也不助燃。在金屬冶煉方面，氧、氬吹煉是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋼的重要措施，每煉1t鋼的氬氣消耗量為1～3m3。此外，對(duì)鈦、鋯、鍺等特殊金屬的冶煉，以及電子工業(yè)中也需要用氬作保護(hù)氣。但是有多少人知道氬氣對(duì)射頻水氣電漿處理聚乙烯回收丙酮也有影響呢？

  科學(xué)家做過(guò)研究，認(rèn)為在射頻水氣電漿處理的過(guò)程中，添加不同比例的氬氣，能增加丙酮的產(chǎn)量。于是有臺(tái)灣科學(xué)家對(duì)此作出過(guò)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)主要是使用射頻水氣電漿添加不同流量氬氣，進(jìn)行聚乙烯(PE)之分解及再合成處理，并于反應(yīng)器末端通入液態(tài)氮冷凝回收反應(yīng)產(chǎn)物；實(shí)驗(yàn)中藉由多頻光譜儀(OES)進(jìn)行電漿特性分析，比較各參數(shù)下特性點(diǎn)(汽化時(shí)間、反應(yīng)結(jié)束時(shí)間及分解時(shí)間)變化；并運(yùn)用氣相層析質(zhì)譜儀(GC/MSD) 進(jìn)行液相回收物定性及定量分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)：添加氬氣能使處理時(shí)間減少，但氬氣添加量再增加(超過(guò)3sccm)將導(dǎo)致整體處理時(shí)間些微增加，并于反應(yīng)中添加3sccm氬氣可使丙酮生成量增加。

  實(shí)驗(yàn)背景

  由于環(huán)保意識(shí)抬頭，近十余年來(lái)世界各國(guó)逐漸重視廢棄物減量及資源回收利用議題，更因某些地區(qū)地窄人稠，為避免出現(xiàn)垃圾與人爭(zhēng)地之情況，廢棄物成為受重視問(wèn)題之一。

  目前以資源分類回收及焚化掩埋兩方法為廢棄物處理主軸但卻不足以完整解決目前廢棄物所造成之環(huán)境問(wèn)題，因?yàn)榉倩笾曳菁皻埩粑镆嘈鑼ふ已诼竦貐^(qū)放置掩埋，故臺(tái)灣民眾所造成之廢棄垃圾依舊與臺(tái)灣人民爭(zhēng)奪生存土地。傳統(tǒng)廢棄物垃圾焚化處理雖可令垃圾減量，但垃圾焚化后之灰燼不僅可能含有重金屬物質(zhì)，在垃圾焚化途中亦可能產(chǎn)生種種廢氣及有害物質(zhì)如：廢棄塑膠低溫燃燒時(shí)所產(chǎn)生之戴奧辛(Dioxin)、呋喃(furan)等；由于戴奧辛之結(jié)構(gòu)相當(dāng)穩(wěn)定且在環(huán)境中極不易被分解，一旦排放至大氣中可經(jīng)由大氣擴(kuò)散、貯留及沉積等自然作用，造成環(huán)境蓄積后，再經(jīng)循環(huán)作用進(jìn)入人體，大幅提增致癌機(jī)率以及種種損害病變。且由于焚化塑膠僅系將其高溫燃燒為灰分，對(duì)資源回收利用為一大損失。因此為避免造成環(huán)境危害及影響人類生存范圍,可廢棄物分解并將其轉(zhuǎn)化為可用物就變得十分重要。

  由于電漿高溫及高能量特性，可完整分解塑膠及塑膠升溫所釋出之戴奧辛避免造成環(huán)境危害。高分子鏈之塑膠受電漿粒子衝擊將被游離為鍵結(jié)鏈較低之離子，由不同種反應(yīng)添加物生成不同種類之回收物，如添加氬氣、氧氣及水氣，可合成產(chǎn)物如為乙烯、乙醇及丙酮等。其中丙酮易燃且易揮發(fā)，且能溶解油類物質(zhì)，為工業(yè)及實(shí)驗(yàn)室中重要溶劑。

  實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

  使用RF(射頻水氣電漿添加)不同流量氬氣進(jìn)行聚乙烯分解再結(jié)合之實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)中利用反應(yīng)腔體中加熱器使基板溫度增加以達(dá)聚乙烯汽化效果，同時(shí)以添加不同流量氬氣混合水氣產(chǎn)生電漿對(duì)聚乙烯氣體進(jìn)行分解及再結(jié)合之動(dòng)作；于氬氣通量3 sccm下可獲得最高丙酮含量之產(chǎn)物，該參數(shù)下回收物之丙酮含量為5.6%，再繼續(xù)增加氬氣通量會(huì)使丙酮含量降低，最后達(dá)一平緩。本研究推論添加氬氣于RF水氣電漿可控制丙酮生成量，將來(lái)將嘗試改變不同 參數(shù)如放電功率、反應(yīng)壓力及電極距離等，以達(dá)到更高之丙酮含量產(chǎn)物及商業(yè)化生產(chǎn)目標(biāo)。

  實(shí)驗(yàn)結(jié)果

  GC/MSD檢測(cè)結(jié)果可看出各氬氣添加量下生成物種類數(shù)皆為9~10種，但物種相同性較低，本研究系以射頻真空水氣電漿系統(tǒng)處理廢棄聚乙烯，并于處理中添加不同流量氬氣，以觀察其添加氬氣對(duì)丙酮生成量之變化。通量3、6sccm下方才產(chǎn)生，2-戊酮?jiǎng)t產(chǎn)生于氬通量0及12、15sccm，不同氬氣通量下各生成物種之產(chǎn)生機(jī)制，本實(shí)驗(yàn)并無(wú)對(duì)此進(jìn)行生成推測(cè)。

  化學(xué)小常識(shí)

  丙酮（acetone，CH3COCH3），又名二甲基酮，為最簡(jiǎn)單的飽和酮。是一種無(wú)色透明液體，有特殊的辛辣氣味。丙酮在工業(yè)上主要作為溶劑用于炸 藥、塑料、橡膠、纖維、制革、油脂、噴漆等行業(yè)中，也可作為合成烯酮、醋酐、碘仿、聚異戊二烯橡膠、甲基丙烯酸、甲酯、氯仿、環(huán)氧樹(shù)脂等物質(zhì)的重要原料。

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