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专利号: 2017103153407
申请人: 西安理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.制备碳纳米管的方法,包括以下工序:

工序(1):用醇对PET包装材料进行醇解,得到醇解物和PET包装材料未完全醇解的中间产物,工序(2):分离工序(1)中的中间产物,

工序(3):破碎工序(2)中得到的中间产物,得到中间产物粉末,和工序(4):对工序(3)中的粉末进行煅烧。

2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述工序(1)中的醇解包括如下步骤:混合PET包装材料与醇形成醇解反应体系,加入催化剂到醇解反应体系中。

3.根据权利要求2所述的方法,其中,所述催化剂分两次加入到工序(1)中的醇解反应体系中:第一次加入一部分,优选一半份量的催化剂到反应体系中,反应后,第二次加入剩余的催化剂到反应体系中,继续反应。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法,其中,所述工序(1)中,按照重量份数,加入PET包装材料10~40份、醇8-45份、催化剂0.3-5份进行醇解反应。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法,其中,所述工序(1)中,按重量份将PET包装材料与醇放入容器,在150℃-170℃混合,30-60分钟后,将温度调至200℃-220℃,并滴加一部分,优选一半重量份的催化剂到体系中,进行反应;再向体系中滴加剩下的催化剂,继续反应;最后将反应体系在20-35℃,优选室温下继续反应。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法,其中,所述工序(2)包括如下步骤:使用无水乙醇和去离子水交替清洗分离出的中间产物多次,接着进行真空干燥。

7.根据权利要求6所述的方法,其中,所述真空干燥真空度为0.02-0.08MPa,温度为40-

60℃。

8.根据权利要求1-7任一项所述的方法,其中,所述工序(3)包括以下步骤:对得到的粉末进行筛分,得到筛下物中间产物粉末,筛分粒度为标准泰勒筛180目~230目,优选200目。

9.根据权利要求1-8任一项所述的方法,其中,所述工序(4)煅烧温度为600~800℃。

10.根据权利要求1-9任一项所述的方法,其中,还包括将所述工序(3)得到的中间产物粉末用去离子水清洗多次。

11.根据权利要求1-10任一项所述的方法,其中,所述工序(4)中不需要使用催化剂。

12.根据权利要求1-11任一项所述的方法,其中,所述PET包装材料为废旧PET包装材料。

13.根据权利要求2-12任一项所述的方法,其中,所述催化剂选自钛酸四丁酯、钛酸异丙酯、钛酸四甲酯、钛酸正丙酯、钛酸四乙酯、钛酸四戊酯、双(三乙醇胺)二异丙基钛酸酯、二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛、乙酸锌、二丁基氧化锡、乙酸锰、乙酸铅、和乙酸钴中的一种或两种以上。

14.根据权利要求1-13任一项所述的方法,其中,所述醇选自一元醇或二元醇或它们的低聚物中的一种或两种以上。

15.根据权利要求14所述的方法,其中,所述一元醇选自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、壬醇、癸醇和十一烷醇中的一种或两种以上。

16.根据权利要求14或15所述的方法,其中,所述二元醇选自新戊二醇、一缩二丙二醇、乙二醇、1,4-环己烷二甲醇、环丁二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、2-甲基丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、二甘醇、三甘醇、丙二醇、三丙二醇、聚(四氢呋喃)、聚乙二醇和聚丙二醇中的一种或两种以上。

17.根据权利要求16所述的方法,其中,所述聚乙二醇或聚丙二醇的聚合度为4~100。

18.根据权利要求1-17任一项所述的方法,其中,所述工序(1)中,按照重量份数,加入废旧PET片10-40份、新戊二醇5-25份、一缩二丙二醇3-20份、钛酸正丁酯0.3-5份进行醇解反应。

19.根据权利要求12-18任一项所述的方法,其中,所述废旧PET包装材料在工序(1)醇解反应之前进行净化处理工序(A)。

20.根据权利要求19所述的方法,其中,所述净化处理工序(A)包括以下步骤:步骤一,将废旧PET包装材料剪成片状,得到废旧PET片;

步骤二,在水中清洗步骤一得到的废旧PET片,过滤,所述清洗优选用超声清洗,所述水优选自蒸馏水或去离子水;

步骤三,对步骤二中得到的废旧PET片进行重复清洗多次;

步骤四,将步骤三得到的废旧PET片自然风干后,再将其进行真空干燥。

21.碳纳米管,其特征在于,通过权利要求1-20任一项的方法制备得到。

22.根据权利要求21所述的碳纳米管,其中,碳纳米管为多壁碳纳米管。

23.根据权利要求22所述的碳纳米管,其中,所述多壁碳纳米管的内径为5nm~10nm。

24.根据权利要求22或23所述的碳纳米管,其中,所述多壁碳纳米管外径为20nm~

80nm。

25.根据权利要求22-24任一项所述的碳纳米管,其中,所述多壁碳纳米管为自上而下的阵列式。

26.根据权利要求21-25任一项所述的碳纳米管,其中,所述多壁碳纳米管的长径比为1~25。

27.根据权利要求21-26任一项所述的碳纳米管,其中,所述多壁碳纳米管为集成块状阵列式多壁碳纳米管。

28.根据权利要求21-27任一项所述的碳纳米管在导电材料、超级电容器、催化剂载体、储氢材料、场致发射材料、或疏水材料中的应用。