本發(fā)明涉及過(guò)期藥品阿司匹林在可充電電池中的應(yīng)用，具體的，是將過(guò)期阿司匹林回收并作為鋰/鈉離子電池負(fù)極活性材料，屬于新能源材料的領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著人們生活水平的提高和健康意識(shí)的普及，家庭儲(chǔ)備的藥品種類與數(shù)量不斷增多以備不時(shí)之需，以至于幾乎每個(gè)家庭都或多或少儲(chǔ)備有過(guò)期藥品。這些儲(chǔ)備藥品一旦過(guò)期且不及時(shí)進(jìn)行合理回收和利用，極易引發(fā)誤食中毒及環(huán)境污染等嚴(yán)重后果。據(jù)調(diào)查，大多數(shù)過(guò)期藥品僅被當(dāng)作生活垃圾而隨意丟棄，導(dǎo)致每年都會(huì)產(chǎn)生大量的藥物性廢棄物。部分藥物的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定而難以降解，經(jīng)雨水沖刷后進(jìn)入地下水，對(duì)水體或土壤造成污染；一些特殊藥品可能會(huì)引發(fā)更加嚴(yán)峻的問(wèn)題，如抗生素類藥物中有效成分的擴(kuò)散會(huì)導(dǎo)致耐藥菌類的產(chǎn)生并引發(fā)傳染性疾病?？梢姡瑢?duì)藥物性廢棄物的回收處理成為一個(gè)亟待解決的全球性問(wèn)題。

阿司匹林誕生于1899年3月6日，是一種歷史悠久的解熱鎮(zhèn)痛藥，在臨床上最早用于解熱鎮(zhèn)痛，現(xiàn)多用于預(yù)防血栓、心梗及腦梗等心腦血管疾病的治療。如下所示，阿司匹林是水楊酸與乙酸發(fā)生酯化反應(yīng)后的產(chǎn)物，分子中含有兩個(gè)羧基官能團(tuán)，屬于羰基化合物。

目前，可充電電池中的電極材料主要分為無(wú)機(jī)材料和有機(jī)材料兩大類，其中有機(jī)材料具有質(zhì)輕、柔軟、種類多、易于設(shè)計(jì)加工等諸多優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛的關(guān)注和青睞。常見的有機(jī)電極材料可分為有機(jī)硫化物、導(dǎo)電聚合物、氮氧自由基化合物及羰基化合物等；考慮到大多數(shù)藥品的主要成分為有機(jī)化合物，如果能將含有具儲(chǔ)能活性官能團(tuán)的過(guò)期藥品重新用于可充電電池的電極材料，不僅可以減少過(guò)期廢藥的排放和污染問(wèn)題，同時(shí)也有助于節(jié)約有用資源的浪費(fèi)，降低電極制備成本，實(shí)現(xiàn)綠色能源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略?；谏鲜鲅芯勘尘?，本發(fā)明首次將含有活性官能團(tuán)羰基結(jié)構(gòu)的過(guò)期藥品阿司匹林回收并嘗試應(yīng)用于可充電電池電極材料，并考察其充/放電性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

過(guò)期藥品阿司匹林在可充電電池中的應(yīng)用，按照下述步驟進(jìn)行：

（1）將過(guò)期阿司匹林研磨成粉狀，并與導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑按比例均勻混合成電極漿料；

（2）將步驟（1）得到的電極漿料均勻涂覆于集流體上，真空干燥，得到電極片；

（3）將步驟（2）所制備的電極片作為工作電極，在充滿高純氬氣的手套箱中組裝成可充電電池。

步驟（1）所述導(dǎo)電劑為乙炔黑、導(dǎo)電石墨或碳納米管。

步驟（1）所述粘結(jié)劑為聚乙烯醇（pva）、聚四氟乙烯（ptee）、羧甲基纖維素鈉（cmc）或聚偏氟乙烯（pvdf）。

步驟（1）所述電極漿料過(guò)期藥品阿司匹林粉末的質(zhì)量百分比為60%-80%、導(dǎo)電劑的質(zhì)量百分比為10%-30%，粘結(jié)劑按的質(zhì)量百分比為10-20%。

步驟（2）所述集流體形貌為網(wǎng)狀、箔片或泡沫，材質(zhì)為銅、鐵或鎳。

步驟（2）所述真空干燥溫度為30~60℃，干燥時(shí)間12~24h。

步驟（3）組裝成的可充電電池為鋰離子電池或鈉離子電池。

本發(fā)明主要涉及將過(guò)期藥品阿司匹林作為活性材料制備電極片并用于可充電電池中：以所制備的電極片作為工作電極，在充滿高純氬氣的手套箱中組裝成扣式模擬電池，組裝過(guò)程中使用的隔膜、電解液均為本領(lǐng)域制備過(guò)程中的常規(guī)選擇。此外，借助掃描電子顯微鏡（sem）、傅里葉轉(zhuǎn)換紅外光譜分析儀（ftir）以及電化學(xué)測(cè)試技術(shù)等手段對(duì)材料的微觀結(jié)構(gòu)、電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理和電化學(xué)性能進(jìn)行表征與分析。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果：

本發(fā)明首次嘗試將過(guò)期阿司匹林用作可充電電池電極材料，制備工藝簡(jiǎn)單，屬于廢棄物的資源化利用，有助于構(gòu)建循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式、保護(hù)生態(tài)環(huán)境；所制備的電極在電化學(xué)測(cè)試過(guò)程中表現(xiàn)出了穩(wěn)定且可逆的循環(huán)充/放電性能；本發(fā)明內(nèi)容開拓了過(guò)期藥品用于可充電電池電極材料的新途徑和新思維，有助于降低藥物性廢棄物的環(huán)境排放和污染，降低有用資源的浪費(fèi)及可充電電池材料的制造成本，有助于過(guò)期廢藥的資源化利用與綠色能源的可持續(xù)發(fā)展。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的過(guò)期藥品阿司匹林粉末的sem圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的過(guò)期藥品阿司匹林粉末的ftir譜圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例3過(guò)期藥品阿司匹林作為負(fù)極制備的鈉離子電池的充/放電曲線圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例4過(guò)期藥品阿司匹林作為負(fù)極制備的鋰離子電池的循環(huán)穩(wěn)定曲線圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例5制備的過(guò)期藥品阿司匹林作為負(fù)極制備的鋰離子電池的循環(huán)伏安曲線圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做出進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于所述內(nèi)容。

實(shí)施例1

本實(shí)施例過(guò)期藥品阿司匹林在鈉離子電池中的應(yīng)用，按照下述步驟進(jìn)行：

（1）將過(guò)期藥品阿司匹林研磨成粉狀，并采用掃描電鏡觀察其微觀形貌，如圖1所示，由圖1可知，過(guò)期藥品阿司匹林的微觀形貌以棒狀為主，也伴隨有顆粒狀，將粉末與導(dǎo)電石墨、聚乙烯醇（pva）按質(zhì)量比7:2:1均勻混合成電極漿料；

（2）將步驟（1）得到的電極漿料均勻涂覆于銅網(wǎng)集流體表面，真空60℃干燥24h后，得到電極片；

（3）以步驟（2）制得的電極片為工作電極，以鈉箔為對(duì)電極和參比電極，以無(wú)紡布為隔膜，以含1mol/lnaclo4的5%氟化碳酸乙烯酯、碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)混合液為電解液，其中ec、dec的體積比為1:1:1，然后在充滿高純氬氣的手套箱中組裝成扣式模擬鈉離子電池，并以恒流充/放電法測(cè)試其充/放電性能及循環(huán)穩(wěn)定性能。

實(shí)施例2

本實(shí)施例過(guò)期藥品阿司匹林在鋰離子電池中的應(yīng)用，按照下述步驟進(jìn)行：

（1）將過(guò)期阿司匹林研磨成粉狀，并采用傅立葉紅外光譜分析測(cè)試其微觀結(jié)構(gòu)，如圖2所示，由圖2可知，在波數(shù)為3080cm^-1、2872cm^-1、1754cm^-1、1691cm^-1、1605cm^-1、1458cm^-1、1095cm^-1、1012cm^-1處分別對(duì)應(yīng)于c-oh鍵的伸縮振動(dòng)、-ch3鍵的伸縮振動(dòng)、脂基團(tuán)上c=o鍵的伸縮振動(dòng)、羧基上c=o鍵的伸縮振動(dòng)、苯環(huán)中c=c的伸縮振動(dòng)、-ch3的彎曲振動(dòng)、c-h鍵的彎曲振動(dòng)及脂基團(tuán)上c-o鍵的伸縮振動(dòng)，顯然，過(guò)期藥品阿司匹林中主要成分仍是鄰乙酰水楊酸乙酯，將粉末與碳納米管、聚四氟乙烯（ptee）按8:1:1均勻混合成電極漿料；

（2）將步驟（1）得到的電極漿料均勻涂覆于泡沫銅集流體表面，真空40℃干燥12h后制得電極片；

（3）以步驟（2）所制得的電極片為工作電極，以鋰箔為對(duì)電極和參比電極，以celgard2400膜為隔膜，以含1mol/llipf6的碳酸乙烯酯(ec)和碳酸二乙酯(dec)混合液為電解液，其中ec和dec的體積比為1:1，然后在充滿高純氬氣的手套箱中組裝成扣式模擬鋰離子電池，并以恒流充/放電的方法測(cè)試其充/放電性能及循環(huán)穩(wěn)定性能。

實(shí)施例3

本實(shí)施例過(guò)期藥品阿司匹林在鈉離子電池中的應(yīng)用，按照下述步驟進(jìn)行：

（1）將過(guò)期藥品阿司匹林研磨成粉狀，將粉末與乙炔黑、聚偏氟乙烯（pvdf）按6:3:1均勻混合成電極漿料；

（2）將步驟（1）得到的電極漿料均勻涂覆于鎳箔集流體表面，真空60℃干燥24h后制得電極片；

（3）以步驟（2）制得的電極片為工作電極，以鈉箔為對(duì)電極和參比電極，以無(wú)紡布為隔膜，以含1mol/lnaclo4的5%氟化碳酸乙烯酯、碳酸乙烯酯(ec)和碳酸二乙酯(dec)的混合液為電解液，其中ec與dec的體積比為1:1，然后在充滿高純氬氣的手套箱中組裝成扣式模擬鈉離子電池，并以恒流充/放電的方法測(cè)試其充/放電性能，如圖3所示，由圖3可知，電極材料在模擬鈉離子電池中的比容量在40mah/g左右，充放電平臺(tái)穩(wěn)定在0.25v~0.60v的范圍內(nèi)。

實(shí)施例4

本實(shí)施例過(guò)期藥品阿司匹林在鋰離子電池中的應(yīng)用，按照下述步驟進(jìn)行：

（1）將過(guò)期阿司匹林研磨成粉狀，將粉末與導(dǎo)電石墨、羧甲基纖維素鈉（cmc）按質(zhì)量比6:2:2的比例均勻混合成電極漿料；

（2）將步驟（1）得到的電極漿料均勻涂覆于鐵箔集流體表面，真空30℃干燥18h后制得電極片；

（3）以步驟（2）制得的電極片為工作電極，以鋰箔為對(duì)電極和參比電極，以celgard2500膜為隔膜，以含1mol/lnaclo4的5.0%氟化碳酸乙烯酯、碳酸乙烯酯(ec)和碳酸二乙酯(dec)混合液為電解液，其中ec和dec的體積比為1:1，然后在充滿高純氬氣的手套箱中組裝成扣式模擬鋰離子電池，并以恒流充/放電的方法測(cè)試其充/放電性能及循環(huán)穩(wěn)定性能，如圖4所示，由圖4可知，所組裝的模擬電池表現(xiàn)出良好的循環(huán)穩(wěn)定性，首圈放電比容量為185mah/g，隨后由于緩慢活化而使比容量略有上升，在第150圈時(shí)可達(dá)到220mah/g，庫(kù)倫效率接近100%。

實(shí)施例5

本實(shí)施例過(guò)期藥品阿司匹林在鋰離子電池中的應(yīng)用，按照下述步驟進(jìn)行：

（1）將過(guò)期阿司匹林研磨成粉狀，將粉末與乙炔黑、聚偏氟乙烯（pvdf）按質(zhì)量比6:3:1的比例均勻混合成電極漿料；

（2）將步驟（1）得到的電極漿料均勻涂覆于鐵箔集流體表面，真空50℃干燥12h后制得電極片；

（3）以步驟（2）制得的電極片為工作電極，以鋰箔為對(duì)電極和參比電極，以celgard2400膜為隔膜，以含1mol/llipf6的碳酸乙烯酯(ec)和碳酸二乙酯(dec)混合液為電解液，其中ec和dec的體積比為1:1，然后在充滿高純氬氣的手套箱中組裝成扣式模擬鋰離子電池，并使用循環(huán)伏安法（cv）測(cè)試其電化學(xué)特征，如圖5所示，由圖5可知，在0.2v和0.8v左右出現(xiàn)還原峰，在0.3v和1.0v左右出現(xiàn)氧化峰，表明了鋰離子在充放電過(guò)程中可逆的電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。