[发明专利]一种碳纳米管及其制备方法

权利要求书

1.一种碳纳米管，碳纳米管的功能化指数α为0.4~0.6，所述功能化指数计算公式如式（1）所示：

 式（1）

式（1）中，m₁为碳纳米管在热重实验条件下500～600℃失重百分率，m₂为碳纳米管在热重实验条件下600℃至失重达平衡时的失重百分率，所述热重实验条件：升温速率5℃/min，载气为洁净空气，载气流速20mL/min；θ为碳纳米管在X射线衍射仪下测得广角衍射光谱的衍射角度，所述X射线衍射实验方法为选用Cu靶Kα射线，发射器电压和电流分别设置为40kV和40mA，以0.1^o/s的扫描速度和0.02^o的步长进行连续扫描。

2.一种碳纳米管的制备方法，包括如下步骤：

（1）将石油焦、过渡金属前驱体、支撑体前驱体、活化剂混合均匀后进行活化处理，然后经洗涤、干燥后得到样品A；

（2）在含氧气氛存在条件下，对步骤（1）中得到的样品A进行处理，处理后得到样品B；

（3）在接触条件下，将步骤（2）中得到的样品B与废塑料进行均匀混合并进行热解反应，反应后得到碳纳米管。

3.按照权利要求2所述的碳纳米管的制备方法，其特征在于：步骤（1）中过渡金属前驱体为过渡金属盐，过渡金属选自于Fe、Co、Ni中的一种或几种，优选为Fe和/或Ni；过渡金属盐包括但不限于硝酸盐、硫酸盐、盐酸盐中的一种或几种，优选为硝酸盐。

4.按照权利要求2所述的碳纳米管的制备方法，其特征在于：步骤（1）中支撑体前驱体为含铝化合物，含铝化合物为铝盐和/或偏铝酸盐，具体包括但不限于铝的硝酸盐、铝的硫酸盐、铝的盐酸盐、偏铝酸盐中的一种或几种，优选为铝的硝酸盐。

5.按照权利要求2所述的碳纳米管的制备方法，其特征在于：步骤（1）中支撑体前驱体为硝酸铝、硫酸铝、氯化铝、偏铝酸钠、偏铝酸钾中的至少一种。

6.按照权利要求2所述的碳纳米管的制备方法，其特征在于：步骤（1）中活化剂选自于氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸氢钾、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸钠中的一种或几种，优选为氢氧化钾。

7.按照权利要求2所述的碳纳米管的制备方法，其特征在于：步骤（1）中石油焦、过渡金属前驱体（以过渡金属元素计）、支撑体前驱体（以Al元素计）与活化剂的质量比为1：4～16：4～32：0.5～4，优选为1：6～8：6～16：1～3。

8.按照权利要求2所述的碳纳米管的制备方法，其特征在于：步骤（1）中活化过程为在惰性气氛存在条件下，将石油焦、过渡金属前驱体、支撑体前驱体与活化剂混合均匀并升温至活化温度进行活化处理，其中所述惰性气氛为氮气、氦气、氖气、氩气中的一种或多种；活化温度为400～1000℃，优选为700～900℃，活化时间为5～240min，优选为20～120min。

9.按照权利要求8所述的碳纳米管的制备方法，其特征在于：活化过程在微波辐射条件下进行，微波频率为2450MHz或915MHz；微波功率以每kg活化原料计为1～10kw，优选为2～4kw。

10.按照权利要求9所述的碳纳米管的制备方法，其特征在于：当在微波辐射条件下活化时，包括两段活化，第一段在真空条件下，400～600℃下活化10～60min，恒温条件下，通入惰性气体或氮气至常压，继续在微波辐射条件下升温至700～1000℃活化10～30min。

11.按照权利要求2所述的碳纳米管的制备方法，其特征在于：步骤（1）中干燥条件如下：干燥温度为100～200℃，优选干燥温度为120～150℃，干燥时间为2～10h，优选干燥时间为4～8h。