用OMMT和MgO模板催化聚合物碳化制備碳納米材料.pdf

1、聚合物由于其優(yōu)異的性能而被廣泛地應(yīng)用于人類的現(xiàn)代生活中，但絕大多數(shù)聚合物不是生物可降解的，所以在大量使用的同時(shí)帶來了數(shù)目龐大的的廢舊聚合物，給人類的生存環(huán)境帶來了嚴(yán)重的影響。如何處理日益增長的廢舊聚合物，特別是塑料，已經(jīng)成為影響我國乃至全世界可持續(xù)發(fā)展的重要因素之一，而碳元素是這些廢舊聚合物的主要元素。因而，將聚合物作為碳源，研究其碳化反應(yīng)，來制備高附加值的碳材料是非常有必要的。這是一種極具潛力的新方法，進(jìn)而可為廢舊聚合物回收和再利用提

2、供新的可持續(xù)的化學(xué)回收途徑。而碳納米材料因其具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和奇妙的電學(xué)、力學(xué)和機(jī)械特性以及量子尺寸效應(yīng)，被廣泛地應(yīng)用于新能源、環(huán)境、生物、醫(yī)藥、信息、國防軍事等諸多領(lǐng)域。本文以有機(jī)改性蒙脫土（OMMT）和氧化鎂（MgO）為模板，分別催化廢舊聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）飲料瓶和聚苯乙烯（PS）碳化，得到碳納米材料，具體內(nèi)容如下：
　　1、廢舊聚PET飲料瓶在OMMT模板催化劑作用下得到碳納米片（CNS），然后用KOH活化制得多孔碳

3、納米片（PCNS）。并研究了CNS和PCNS的形貌、微觀結(jié)構(gòu)、結(jié)晶結(jié)構(gòu)、孔結(jié)構(gòu)、表面元素組成和熱穩(wěn)定性等。PCNS具有很高的比表面積（2236 m2/g）和大孔體積（3.000 cm3/g）。更為重要的是當(dāng)電流密度為0.2 A/g時(shí)，PCNS在6 mol/L的KOH溶液中比電容可達(dá)169 F/g。從而提出一種可持續(xù)的回收廢舊PET制備碳材料的新方法。
　　2、采用一鍋法，以不同形貌的MgO為模板催化劑，在700℃下成功將PS轉(zhuǎn)化為

4、多孔碳片（PCS）和中空碳球（HCS）。利用掃描電鏡（SEM）、透射電鏡（TEM）、X射線衍射（XRD）、熱重分析（TGA）和拉曼光譜等分析手段對所得到的納米碳的形貌、微觀結(jié)構(gòu)、表面元素組成、熱穩(wěn)定性和孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征測試。納米碳的產(chǎn)率隨著MgO與PS的質(zhì)量比的增加而增加。氧化鎂在碳納米結(jié)構(gòu)的形狀可控生長過程中起著模板劑的作用。在沒有任何活化過程的前提下，PCS和 HCS的比表面積分別達(dá)到854和523 m2/g，而將PCS作為吸附劑進(jìn)