[发明专利]一种高值化利用废弃医用口罩制备碳纳米管和氢气的方法

权利要求书

1.一种高值化利用废弃医用口罩制备碳纳米管和氢气的方法，其特征在于，以废弃医用口罩为原料，在惰性气氛中进行一段或多段热解和催化反应后得到碳纳米管和氢气。

2.按照权利要求1所述的一种高值化利用废弃医用口罩制备碳纳米管和氢气的方法，其特征在于，具体步骤如下：

(1)将废弃医用口罩破碎为尺寸小于8mm的碎片，将该碎片与催化剂混合置于一段式密闭加热区，或者将碎片和催化剂分别置于两段式密闭加热区；

(2)在惰性气氛中进行加热，到达特定温度后保持一段时间，同时收集出口处的气体，经分离后获得纯净的氢气；

(3)停止加热，待自然冷却至室温后，关闭惰性气体，取出固体混合物；

(4)将上述固体混合物用稀酸清洗，过滤，干燥后获得碳纳米管。

3.按照权利要求1或2所述的一种高值化利用废弃医用口罩制备碳纳米管和氢气的方法，其特征在于，废弃医用口罩碎片和催化剂的质量比范围为1:1～50:1。

4.按照权利要求1或2所述的一种高值化利用废弃医用口罩制备碳纳米管和氢气的方法，其特征在于，所述的废弃医用口罩为未经处理的废弃一次性医用口罩、医用外科口罩、医用防护口罩。

5.按照权利要求1或2所述的一种高值化利用废弃医用口罩制备碳纳米管和氢气的方法，其特征在于，所述的催化剂为金属与氧化物载体构成的复合催化剂，其中金属为铁基、镍基、钴基、铜基一元催化剂或铁—镍、铁—钴、铁—铜、镍—钴、铜—镍或铜—钴基二元催化剂，或铁—钴—镍等以上任意三种金属组成的三元催化剂，所述的氧化物载体选自碱土金属氧化物、稀土金属氧化物和其它金属或非金属氧化物，如氧化镁、氧化钙、氧化铝、氧化硅、氧化镧、氧化铈等；金属与氧化物采用机械混合或化学方式混合，其中金属的质量占比为5％～50％。

6.按照权利要求1或2所述的一种高值化利用废弃医用口罩制备碳纳米管和氢气的方法，其特征在于，所述的惰性气氛为氮气、氩气、氦气或二氧化碳气体中的至少一种；所述的酸洗为采用硝酸、盐酸、硫酸或稀释的氢氟酸将表面残留的催化剂溶解洗掉。

7.按照权利要求1或2所述的一种高值化利用废弃医用口罩制备碳纳米管和氢气的方法，其特征在于，所述的加热特定温度为500～900℃；保持的时间为30分钟～3小时。

8.按照权利要求1或2所述的一种高值化利用废弃医用口罩制备碳纳米管和氢气的方法，其特征在于，若步骤(1)采用一段式密闭加热，将废弃医用口罩碎片和催化剂置于一段加热区；或采用两段式密闭加热，碎片置于一段加热区，催化剂置于另一段加热区，在惰性气体下，碎片加热区的出气进入催化剂加热区，在催化剂加热区形成碳纳米管；加热区的温度均为500～900℃。催化剂加热区的出气口中的气体含有氢气。

9.按照权利要求1或2所述的一种高值化利用废弃医用口罩制备碳纳米管和氢气的方法，其特征在于，碳纳米管为包裹金属颗粒的碳纳米管、不包裹金属颗粒的碳纳米管，碳纳米管为多壁碳纳米管、薄壁碳纳米管、单壁碳纳米管、竹节状碳纳米管、叠杯状碳纳米管，直径范围为10～120nm；包裹金属颗粒的碳纳米管中的金属颗粒位于碳纳米管中。

10.按照权利要求1-9任一项所述的方法制备得到的碳纳米管。