[发明专利]由高分子聚合物废料合成多壁碳纳米管的方法和设备有效

专利信息
申请号: 201880098150.7 申请日: 2018-08-16
公开(公告)号: CN112771002B 公开(公告)日: 2023-07-25
发明(设计)人: 桑德拉默希·贾亚拉曼;阿里·马苏德 申请(专利权)人: 义安理工学院
主分类号: C01B32/162 分类号: C01B32/162;B82Y40/00;C08J11/10;C23C16/26;C10G1/00;B01J23/70;B01J35/02;H05B6/02
代理公司: 中科专利商标代理有限责任公司 11021 代理人: 李博;张启程
地址: 新加坡*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 高分子 聚合物 废料 合成 多壁碳 纳米 方法 设备
【说明书】:

发明涉及由高分子聚合物废料合成多壁碳纳米管的方法和设备。该方法包括将感应加热与催化化学气相沉积(CVD)和催化材料阵列结合使用,以由高分子聚合物废料以更好的产率和纯度合成高价值的碳纳米管。

技术领域

本发明涉及用于合成多壁碳纳米管的方法和设备。具体地,本发明涉及由高分子聚合物废料合成多壁碳纳米管的方法和设备。

背景技术

碳纳米管是展现出晶体结构或石墨结构的碳的同素异形体之一(Ajayan,P.M.,Chem Rev[化学评论]1999)。它们通过类似于石墨烯的sp2杂化碳分子键结合并且卷成圆柱形结构(Cumings等人,Science[科学]2000)。它们以单壁碳纳米管(SWCNT)或多壁碳纳米管(MWCNT)的形式存在。自九十年代初被发现以来,独特的电特性和机械特性获得了巨大的研究和科学兴趣(Iijima,S.,Nature[自然]1991;Frackowiak,E.等人,Applied PhysicsLetters[应用物理快报]2000)。MWCNT在结构上和功能上都与SWCNT不同。MWCNT由来自同一催化剂分支(branch)的越过彼此包裹的同心单壁碳纳米管构成,从而产生与SWCNT相比直径、刚度和电导率更高的MWCNT。这些特性使得MWCNT能够用于如纳米多孔膜、冷阴极电场发射、超级电容器、低摩擦纳米轴承、超灵敏静电计以及更多的应用中(Ajayan,P.M.,ChemRev[化学评论]1999;Cumings等人,Science[科学]2000;Frackowiak,E.等人,AppliedPhysics Letters[应用物理快报]2000;Dai,H,Accounts of Chemical Research[化学研究评述]2002;de Heer,W.A.等人,Science[科学]1995;Roschier,L.等人,2001;Shiflett,M.B.等人,Science[科学]1999)。

碳纳米管(CNT)是世界上发展最快的先进纳米材料技术市场之一的部分。目前,用于合成碳纳米管的碳源源自于纯烃气体和化石燃料如乙炔、甲烷、乙烯、苯、二甲苯等(Bazargan,A.等人,Chemical Engineering Journal[化学工程杂志]2012)。由于碳纳米管在各种应用中的使用和需求不断增加,研究人员一直在寻找廉价且可替代的碳源来生产高品质碳纳米管,以满足世界范围内的需求。一种这样的替代方案是利用不可降解的塑料材料,这些塑料材料包含长链烃并且在全球范围内都是环境问题(Liu,Y.等人,FuelProcessing Technology[燃料加工技术]2000;Kim,S.-S等人,Chemical EngineeringJournal[化学工程杂志]2004)。尽管近年来在塑料回收方面取得了技术进步,但是由于污染、缺乏市场或无法分离塑料,仍有大量的塑料废料流无法回收,这使得回收变得不切实际。而且,烃链越长,合成碳纳米管以产生更高产率所需的温度越高。因此,需要更好且有效的方法来使用不可生物降解的碳原料如塑料废料以生产碳纳米管。

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