[发明专利]基于废聚氯乙烯制备碳化钼纳米材料的方法

说明书

本发明涉及碳化钼纳米材料技术领域，具体涉及一种基于废聚氯乙烯制备碳化钼纳米材料的方法，所述方法包括以下步骤：(1)将含钼化合物、废聚氯乙烯、金属钠和/或镁按照1：0.25‑2：5‑100的摩尔比置于反应器中；(2)将反应器置于电炉中加热，反应结束后冷却；(3)对反应器内的产物进行收集、洗涤并干燥，得到碳化钼纳米材料。本发明利用废聚氯乙烯为碳源，原料来源广泛且廉价，一步化学反应实现废聚氯乙烯向碳化钼纳米材料的转化，解决了废聚氯乙烯造成的环境污染问题。

技术领域

本发明属于碳化钼纳米材料技术领域，具体涉及一种基于废聚氯乙烯制备碳化钼纳米材料的方法。

背景技术

碳化钼作为一种高温材料，具有优异的物理和化学性能，如高硬度、高熔点、较好的化学稳定性和热稳定性。

目前，制备碳化钼的方法主要是用三氧化钼与碳反应还原合成法(J.Alloys.Compd.,1997,261,105-113.)、热分解六羰基合钼(Chem.Eur.J.,2004,10,433-439.)和气相沉积法(Adv.Mater.,2017,29,1700072.)。工业上制备碳化钼主要是用碳热还原三氧化钼，然而碳还原三氧化钼制备碳化钼材料需要较高的反应温度，反应温度大约为1500摄氏度，反应需要的时间较长而且得到的样品容易团聚，分散性差。因此，人们都在寻找一种原料廉价，简单工艺，在较低的温度下制备碳化钼纳米材料的方法。

发明内容

本发明主要提供了一种基于废聚氯乙烯制备碳化钼纳米材料的方法，其利用废聚氯乙烯为碳源，原料来源广泛且廉价，一步化学反应实现废聚氯乙烯向碳化钼纳米材料的转化，解决了废聚氯乙烯造成的环境污染问题。其技术方案如下：

一种基于废塑料制备碳化钼纳米材料的方法，包括以下步骤：

(1)将含钼化合物、废聚氯乙烯、金属钠和/或镁按照1:0.25-2:5-100的摩尔比置于反应器中混合(废聚氯乙烯的分子量按氯乙烯的分子量62.5g/mol计算)；

(2)对反应器加热进行化学反应，反应结束后冷却；

(3)对产物洗涤并干燥，得到碳化钼纳米材料。

优选的，所述含钼化合物选自二硫化钼、三氧化钼、钼酸、钼酸盐中的一种或多种。

优选的，步骤(2)中化学反应的温度为550-700℃，反应时间为5-40h。

优选的，步骤(3)中使用稀盐酸、蒸馏水或无水乙醇对产物洗涤。

优选的，所述反应器为不锈钢高压釜。

以下以硫化钼为例，技术方案的反应原理如下：

2/n[C₂H₃Cl]_n+2Na＝2NaCl+4C+3H₂

MoS₂+4Na＝2Na₂S+Mo

2Mo+C＝Mo₂C

将硫化钼、废聚氯乙烯和金属钠置于高压釜中，60分钟内加热至600℃，反应时间为10小时，冷却、将产物用蒸馏水和无水乙醇洗涤，过滤分离得到样品，该样品置真空干燥箱中50℃干燥4小时，即得。

采用上述方案，本发明具有以下优点：

本发明利用废聚氯乙烯为碳源，通过一步化学反应制备碳化钼纳米材料，该方法生产工艺所需要的生产设备简单，操作简单，易于实现工业化生产，反应所需要的温度较低，所得碳化钼的尺寸与反应温度有关，原料来源广泛而且廉价，一步化学反应实现废聚氯乙烯向碳化钼纳米材料的转化。本发明不仅提供了一种低温制备碳化钼的方法，而且解决废聚氯乙烯造成的环境问题。