这篇课程设计论文投稿发表了反应釜内热处理废弃塑料课程设计，利用废旧的塑料作为碳源在反应釜内制备各种类型的碳基材料的方法和反应原理是环境工程专业设计课程的重要意义，这是一种废弃塑料回收利用的有效方法之一，合理的实验方案可以提高学生的创新思维意识，培养学生的创新能力。
关键词:课程设计论文投稿,塑料废弃物,碳基材料,环境工程
固体废弃物处理与处置作为多学科交叉的综合性研究方向，涉及生活垃圾、工业固体废物、农业废物和危险废物的处理处置与资源化、管理体系建立以及相关法规标准制定等多个研究领域[1]。该学科包括对固体废物进行管理和污染控制的处理处置技术以及对固体废物作为可再生资源进行利用的各类资源化技术[2]。课程设计是指在学校教育环境中，使学生获得的、促进其迁移的、进而促使学生全面发展的教学方案，突破了以往只注重知识、经验积累的局限，把积累、迁移、促进学生发展等多方面因素作为指标。江苏理工学院固体废物处理与处置课程设计就是根据环境工程专业特点所开展的实践教学课程。
本课程对学生根据社会生活中提出的问题、分析问题、解决问题等综合能力的培养有着重要的意义，也是增强学生对本专业知识的巩固和应用的重要途径。塑料废弃物是指日常生活生产中产生污染环境的废弃塑料制品。塑料废弃物的种类较多，常见的有废弃的塑料包装、农用塑料制品如棚膜等，已经成为城市生活垃圾的主要组成部分之一，占城市固体废弃物的15%20%[3]。对废弃塑料的回收利用，既可以保护地球环境，还可以实现资源再利用，节约能源。本论文主要介绍反应釜的特点、废弃塑料在反应釜内热处理的原理及废弃塑料资源化利用，阐述反应釜内热处理废弃塑料在固体废弃物处理与处置课程设计中的重要意义。
1反应釜热处理废弃塑料的特点及其资源化利用的原理
1.1反应釜的特点
不锈钢反应釜是热处理废弃塑料的基本设备，它是由一个完全由不锈钢组成的密闭的反应空间，能够耐800℃以下的反应温度和1000个大气压的高压，可以满足一些难合成材料以及亚稳态材料特殊的合成条件。不锈钢反应在热处理废弃塑料过程中有以下特点:一是反应在一个密闭的条件下进行，反应物不会溢出，得到的产物在一个密闭的空间内冷却至室温可以防止氧化。二是在反应过程中可以形成高压的体系有利于亚稳态新材料的发现。三是反应釜可以在较高的温度和压力下进行，反应过程中产生的热量集中在反应釜内有利于在较低的温度下实现产物的形成和结晶同步完成，从而有利于减少能耗。四是反应过程中无需任何保护气体，操作简单，安全性较好。
1.2热处理废弃塑料制备碳基材料实现资源化利用的基本原理
将废弃塑料和其它原料加入到反应釜内，通过电炉对反应釜进行加热，使反应釜内的废弃塑料通过热处理形成碳原子与其它原料一起发生新的化学反应形成新的碳基材料。
1.3合成碳基材料的举例
在反应釜内热处理废弃塑料可以制备不同的碳基材料，主要包括以下部分:1.3.1不同形貌的碳纳米材料在反应釜内550℃利用氢氧化钙作为脱氟剂水热处理废弃聚四氟乙烯可以制备得到直径为140200nm的非晶碳球，如图1所示[4]。1.3.2碳复合材料在反应釜内利用废弃聚丙烯、二茂铁和叠氮化钠反应制备了铁/碳纳米管复合材料，如图2所示[5]。1.3.3碳化物纳米材料利用硫粉作为诱发剂，以硅粉作为硅源，废弃聚乙烯作为碳源与金属钠和镁在反应釜内发生还原反应制备了碳化硅纳米材料，如图3所示[6]。以过渡金属氧化物(二氧化钛、五氧化二钒、五氯化二铌和三氧化钼)作为金属源，废弃聚四氟乙烯为碳源与金属钠在反应釜内发生共还原反应制备过渡金属碳化物(立方相碳化钛、碳化钒、碳化铌和六方相的碳化钼)，如图4所示[7]。
2反应釜内热处理废弃塑料在固体废弃物处
理与处置课程设计中的重要意义江苏理工学院环境工程专业开展的固体废弃物处理与处置专业课程设计所使用的反应釜内热处理废弃塑料是固体废弃塑料资源化利用的方法之一。通过设计实验方案，在反应釜内回收塑料废弃物制备有价值的碳基材料。通过设计不同的实验方案，可以实现塑料废弃物的资源化利用，制备不同类型的碳基材料如不同形貌的碳材料、碳化硅半导体材料以及过渡金属碳化物材料。了解不同类型的废弃塑料在反应釜内热解规律以及转化机理。固体废弃物处理与处置专业课程设计这门实践课程能够提高学生的动手能力，并且把已经掌握的理论知识在实践课程中得到应用，使学生的理论知识得到进一步巩固和丰富。随着生活水平的提高，高分子塑料用品需求量猛增，然而塑料用品的使用周期较短，同时由于这些高分子塑料用品在自然界中降解周期非常长，已经成为城市主要固体垃圾的之一。对废弃塑料的资源化利用可以保护环境还可以节约资源，实现可持续发展。通过固体废弃物处理与处置课程设计使学生对固体废弃物对环境的危害有进一步了解，同时使学生从理论和实际的联系中去更好地理解和掌握学习的内容，引导学生运用所学的知识分析和解决实际生活中的问题，从而可以提高学生的创新精神、创新能力和实践能力，为社会培养创新性人才。
3结语
通过设计合理的实验方案，利用反应釜内热处理废弃塑料可以把废弃塑料转变各种有价值的碳基材料，对环境保护和固体废弃物的资源化利用有着重要的意义，以上是江苏理工学院开展固体废弃物处理与处置课程设计课程的主要原因，教学实践证明，在反应釜通过对固体废弃塑料物进行处理可以制备得到有价值的碳基材料，可以提高本科生对固体废弃物的资源化利用的认识与理论课程的有效结合，提高学生的创新思维意识，培养学生的创新能力，培养高素质的创新人才。
作者：王良彪 后明兰 程庆霖 路娟娟 秦恒飞 刘维桥 周全法 单位：江苏理工学院化学与环境工程学院 江苏理工学院社会科学处
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