镍氧化物催化燃烧聚烯烃合成碳纳米管及其复合物的方法

摘要

本发明属于一种合成碳纳米管材料及其复合物的技术领域。本发明公开了一种以镍氧化物为催化剂，聚烯烃为碳源材料制备碳纳米管及其与蒙脱土复合物的方法，其特征在于聚烯烃、增容剂与有机改性蒙脱土、镍氧化物按一定组成比在密炼机或双螺杆挤出机中熔融混合，通过将上述混合材料在坩埚中用煤气火焰加热，使其在600－950℃下燃烧的方法来制备碳纳米管及其与蒙脱土的复合物。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，采用的镍氧化物和改性蒙脱土易得，所使用的混合设备是聚合物材料的普通加工设备，合成碳纳米管材料的设备为陶瓷坩埚和普通火焰。综合上述优点，采用本发明的方法制备碳纳米管及其与蒙脱土的复合物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

1.一种碳纳米管及其与蒙脱土复合物的制备方法，其主要步骤为：a)聚烯烃—改性蒙脱土—镍氧化物混合物的制备按重量组成比，将65-87％聚烯烃、10％增容剂、2.5-20％改性蒙脱土和0.5-10％镍氧化物加入密炼机中于160-200℃下，在转速70-100转/分熔融混合3-15分钟，制得聚烯烃混合物，且改性蒙脱土与镍氧化物总量之合不低于3％；b)碳纳米管/蒙脱土复合物的制备将步骤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600-950℃，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/蒙脱土的黑色复合物；c)碳纳米管的制备与提纯用质量浓度为10-30％的氢氟酸加入到步骤b)制得的黑色复合物中，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，分离后，用去离子水清洗至pH＝7，得到提纯的碳纳米管。