燃烧聚烯烃合成碳纳米管的方法

摘要

本发明属于一种燃烧聚烯烃合成碳纳米管的方法，采用聚烯烃、增容剂与有机改性蒙脱土、镍负载催化剂按一定组成比在密炼机或双螺杆挤出机中熔融混合，在坩埚中通过煤气火焰加热，使其在660—850℃下燃烧的方法来制备碳纳米管。本发明中采用的碳源材料是聚烯烃或回收聚烯烃，价格低廉，来源丰富，采用的镍负载催化剂和改性蒙脱土易得，所使用的混合设备是聚合物材料的普通加工设备，且所使用的合成碳纳米管材料的设备为陶瓷坩埚和普通火焰。采用本发明的方法制备碳纳米管材料的成本比其它方法具有优势，同时可以解决废旧塑料回收利用的问题。

主权项

1、一种燃烧聚烯烃合成碳纳米管的方法，其主要步骤为：a)聚烯烃-改性蒙脱土-镍负载催化剂混合物的制备按重量组成比，将65-85％聚烯烃、10％增容剂、2.5-20％改性蒙脱土和2.5-5％镍负载催化剂加入密炼机中于160-200℃下，在转速70转/分熔融混合10分钟，制得聚烯烃混合物，其中改性蒙脱土与镍负载催化剂总量之合不低于5％；所用的聚烯烃是聚丙烯、聚乙烯或聚苯乙烯；所用增容剂为酸酐化聚丙烯、酸酐化聚乙烯或苯乙烯-马来酸酐共聚物，其中酸酐化聚丙烯和酸酐化聚乙烯中马来酸酐含量为1-2.5％重量比，苯乙烯-马来酸酐共聚物中马来酸酐含量为12.5％重量比；b)碳纳米管的制备将步骤a)制备的聚烯烃混合物置于陶瓷坩埚中并加盖，加热至容器内温度为660-850℃，加热时间为聚合物开始燃烧至容器上方无火焰产生，冷却至室温，得到碳纳米管与镍负载催化剂及蒙脱土的黑色混合物；c)碳纳米管的提纯用10-30％的氢氟酸加入到步骤b)制备的黑色混合物中，搅拌下放置25-30小时，分离得到黑色碳粉；加入体积比为1∶1的浓硫酸与浓硝酸的混合物，进行回流2-4小时，分离得到提纯的碳纳米管。