废电路板上电子元器件与基板加热-机械拆解过程中污染物的释放、转化与迁移机制

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41877468
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    61.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0711.污染物环境行为与效应
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Waste printed circuit board (WPCB) with various components (capacitors, memory module etc.), containing various metals, possesses important recycling value. For the efficient recovery of these resources, we must first detach the electronic components from the laminate, then classify the electronic components accurately and recycle the metals according to the containing metals in components. Therefore, the disassembly of the electronic components from the WPCB laminate is the necessary step during the WPCB recycling process. Based on the research of heating-vibration dismantling process for electronic components and laminate from different types of WPCB materials, we will investigate the occurrence,concentrations and release characteristic of toxic substances contained in the laminate, electronic components and surface deposition dust. We will study the generation and migration mechanism of pollutants such as particulate matter (PM), volatile organic pollutants and semi-volatile organic pollutants (SVOPs) from WPCB materials to gas micro-environment, and discuss the effects of temperature, air and dismantling methods on the release of pollutants. Based on the PM analysis of concentration, morphology, size distribution and chemical composition, the gas-particulate partitioning mechanism of typical SVOPs in flue gas at different temperatures will be revealed. It will provide the basic research for the control removal of gas pollutants during WPCB heating-disassembly process, and the risk assessment in the process of electronic waste treatment.
废弃电路板(WPCB)带有多种元器件(电容器、内存条等),含有各种金属资源,具有重要回收价值。为了高效回收这些资源,首先必须使电子元器件与基板分离,根据含金属的种类进行精准分类,然后再生各种金属。因此,电路板上电子元器件与基板的拆解分离是WPCB资源化必要的环节。本研究在WPCB上元器件与基板加热-振动拆解工艺基础上,研究不同类型WPCB的基板材料、电子元器件、及表面沉积灰中毒害物质的赋存状态、组分浓度及加热释放特性,探讨颗粒物、挥发性有机物和半挥发性有机物(SVOPs)等气体污染物从WPCB材料到气体微环境的生成释放、迁移转化机制,并考察温度、气氛及拆解方式等因素对污染物释放的影响规律。在分析烟气颗粒物浓度、微观形貌、粒径分布及化学组成基础上,阐明烟气中典型SVOPs在不同温度条件下的气-粒分配规律。为加热拆解WPCB产生气体污染物的控制去除及电子垃圾处理过程中的风险评估提供基础研究。

结项摘要

含电子元器件的废电路板(WPCB)是电子垃圾中回收价值较高的拆解产物,项目采用加热模拟实验和自制装置对WPCB的热拆解进行了研究,重点关注拆解过程中排放烟气的污染特征,得到了如下一些结论:(1)对WPCB单一组件物料(基板材料、电容器外皮、防焊漆等)的热失重过程、热解产物进行了研究,溴化阻燃剂发生脱溴反应,板树脂热解主要产物为HBr和苯酚。电容器外皮热解产物检测出HCl、苯和甲苯等。利用模拟实验研究WPCB不同组分受热释放PBDEs的生成规律;(2)利用自制的空气加热-机械拆解装置进行WPCB的实际拆解实验,重点考察了不同加热温度条件下,排放烟气中颗粒物、重金属及多溴联苯醚(PBDEs)的排放水平、粒径分布及气粒分配规律。在100-260 oC范围内,加热拆解废电路板的气态和颗粒态∑39PBDEs排放因子范围分别为1.72~25.00 ng/g和4.44~649.08 ng/g。在100 oC和260 oC时的颗粒态PBDEs主要集中在 > 9.0 μm和0.7 ~ 1.1 μm颗粒物上,六溴、七溴等高溴代联苯醚的质量中位数空气动力学直径大于2.5 μm,而一溴至五溴等低溴代联苯醚主要分布在细颗粒中;(3)阐明4个电子垃圾处理车间(包括废电路板加热拆解车间)大气中PBDEs的气粒分配规律,并探讨了有机碳等因素对气粒分配的影响规律。研究结果为废电路板加热拆解等资源化过程的污染物排放与控制提供基础数据。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Polybrominated diphenyl ethers in indoor air from two typical E-waste recycling workshops in Southern China: Emission, size-distribution, gas-particle partitioning, and exposure assessment
中国南方两个典型电子废物回收车间室内空气中的多溴二苯醚:排放、尺寸分布、气体颗粒分配和暴露评估
  • DOI:
    10.1016/j.hazmat.2020.123667
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    JOURNAL OF HAZARDOUS MATERIALS
  • 影响因子:
    13.6
  • 作者:
    Chen Zhenyu;Luo Xiaojun;Zeng Yuan;Tan Shufei;Guo Jie;Xu Zhenming
  • 通讯作者:
    Xu Zhenming
废电路板热拆解过程中颗粒污染物的排放特征
  • DOI:
    10.19672/j.cnki.1003-6504.2019.12.012
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    环境科学与技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    谭淑妃;郭杰;许振明
  • 通讯作者:
    许振明
Emission characteristics of polybrominated diphenyl ethers from the thermal disassembly of waste printed circuit boards
废旧印刷电路板热解体中多溴二苯醚的排放特征
  • DOI:
    10.1016/j.atmosenv.2020.117402
  • 发表时间:
    2020-04
  • 期刊:
    Atmospheric Environment
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Shufei Tan;Zhenyu Chen;Rong Wang;Jie Guo;Zhenming Xu
  • 通讯作者:
    Zhenming Xu
Fate and migration of polybrominated diphenyl ethers in a workshop for waste printed circuit board de-soldering
废旧印刷电路板拆焊车间多溴二苯醚的去向和迁移
  • DOI:
    10.1007/s11356-019-06735-1
  • 发表时间:
    2020-05-26
  • 期刊:
    ENVIRONMENTAL SCIENCE AND POLLUTION RESEARCH
  • 影响因子:
    5.8
  • 作者:
    Guo, Jie;Patton, Luorong;Xu, Zhenming
  • 通讯作者:
    Xu, Zhenming
Size distribution and exposure assessment of polybrominated diphenyl ethers at a formal E-waste recycling plant in China
中国正规电子废物回收厂中多溴二苯醚的尺寸分布和暴露评估
  • DOI:
    10.1016/j.apr.2022.101584
  • 发表时间:
    2022-10-26
  • 期刊:
    ATMOSPHERIC POLLUTION RESEARCH
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Guo,Jie;Chen,Zhenyu;Xu,Zhenming
  • 通讯作者:
    Xu,Zhenming

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其他文献

基于空间计量模型的中国环境污染评价及影响因素分析
  • DOI:
    10.13292/j.1000-4890.201802.011
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    生态学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郭四代;张华;郭杰;逯承鹏
  • 通讯作者:
    逯承鹏
Band-Tailored InAs/GaSb Superlattice in Infrared Application
带状定制 InAs/GaSb 超晶格在红外应用中的应用
  • DOI:
    10.4028/www.scientific.net/amr.750-752.936
  • 发表时间:
    2013-08
  • 期刊:
    Advanced Materials Research
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郭杰
  • 通讯作者:
    郭杰
胶东金青顶金矿床成矿流体来源的黄铁矿微量元素及He-Ar同位素证据
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    Geology in China
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张运强;李胜荣;陈海燕;张秀宝;周起凤;崔举超;宋玉波;郭杰
  • 通讯作者:
    郭杰
正则化方法的统一
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    大地测量与地球动力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郭淑妹;郭杰;张宁
  • 通讯作者:
    张宁
江苏省建设用地利用效益区域差异及分区管制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    中国土地科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴斌;郭杰;殷爽;欧名豪
  • 通讯作者:
    欧名豪

其他文献

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郭杰的其他基金

电子垃圾正规处理排放大气和灰尘中污染物的暴露与生物可利用性
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
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  • 项目类别:
    面上项目

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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