[发明专利]过期茶碱类药品在作为锂离子电池负极材料中的应用

说明书

本发明公开过期茶碱类药品在作为锂离子电池负极材料中的应用，开发过期茶碱类药品中的非医疗价值，将其降级回收作为锂离子电池负极活性材料使用，结果表明，基于过期茶碱药品的锂离子电池负极具有良好的电化学储锂性能；本发明首次将过期茶碱类药品用作锂离子电池电极活性材料，具有环境友好、变废为宝及回收成本低等诸多优点，有利于降低废弃药物对生态环境造成的危害，充分利用废弃药品的非医疗价值，对于发展循环经济和绿色能源具有重要的意义。

技术领域

本发明主要涉及过期茶碱类药品在作为锂离子电池负极材料中的应用，属于环境保护及新能源材料领域。

背景技术

随着社会经济水平的发展和人们健康意识的提高，医疗药品的种类和数量逐年攀升。理想情况下，药品的供给与需求应相互匹配，药品应该在有效期内被及时使用。然而，实际上约有40% 的药物未在有效期内被及时使用而成为过期药品。对过期药品不当处理或随意抛弃可能会引起误食中毒，同时也会造成资源的浪费或对生态环境造成污染。据相关研究，在生活污水、地下水，甚至在饮用水中，已检测到药物残留，其中部分药物即使浓度很低但影响却不容忽视（Herwadkar et al., Pharmaceutical Research 2016, 33 (1), 110-124）。因此，从循环经济与可持续发展的角度出发，亟待提出对废弃药物进行再循环利用的新方法，新思路。

目前对过期药品的处置方式主要是由相关部门收集后统一进行焚烧或填埋。然而，这样的处理方案并不是最理想的。虽然高温焚烧能有效地去除药物中残留的成分，但能耗较高，同时也会造成资源的极大浪费；填埋法则会使有害的残留物质渗入环境，对生态环境造成威胁。众所周知，药物过期后不能被继续用于临床医疗，但其中所蕴含的非医疗功能仍具有开发价值。除了焚烧和填埋，降级利用其非医疗价值非常具有环保意义。如已经有学者研究了过期药物氨基酸注射液作为叶面肥的田间使用效果，结果表明农作物产量明显增加，表明了过期氨基酸注射液在农业生产领域降级使用的良好前景（陆若晖等，浙江农业科学 2007, 1, 21-23）；此外，也有学者基于竞争吸附机制，将过期药物如雷尼替丁、卡马西平和对乙酰氨基酚等用作金属缓蚀剂，抗蚀效果明显，表明了这些过期药品在金属防腐蚀领域的新应用（Hameed, Portugaliae Electrochimica Acta 2011, 29 (4), 273-285;Vaszilcsin et al. International Journal of Pharmaceutics 2012, 431 (1), 241-244）。然而，到目前为止，还没有过期药品在锂离子电池中的循环再利用研究报道。

茶碱是一种生物碱，主要用于哮喘或震颤等疾病的治疗。由于茶碱较低的水溶性，常与乙二胺以2:1的摩尔比混合提升其水溶性。同时，在生产过程中往往加入少量的Na₂HPO₄以提高药品的稳定性。茶碱分子结构中包含一个嘧啶环和一个咪唑环，嘧啶环上连有甲基和羰基，其中羰基是一种常见的储能官能团（Schon et al., Chemical Society Reviews2016, 45 (22), 6345-6404），如附图1所示。迄今为止，已知茶碱类药物及其衍生物有300多种，临床上较为常用的有氨茶碱、二羟丙茶碱、胆茶碱和茶碱乙醇胺等，然而尚未见到将过期茶碱类药品用于锂离子电池的相关报道。

发明内容

为了实现对过期药品的无害化处理及资源化利用，本发明旨在开发利用过期茶碱类药品中的非医疗价值，提出对过期茶碱类药品的回收再利用方法，实现了过期茶碱类药品在作为锂离子电池负极材料中的应用。

所述过期茶碱类药品在作为锂离子电池负极材料中的应用，是将过期茶碱类药品降级用作锂离子电池负极活性材料，更具体的是将回收所得的过期茶碱类药品充分研磨成均匀粉末，直接与导电剂、粘结剂在有机溶剂N-甲基吡咯烷酮中调配成电极浆液，然后涂敷在铁箔集流体上制备成电极，以锂箔作为对电极组装成锂离子电池，并采用恒流充/放电法测试其电化学储锂性能。

本发明的有益效果：