[发明专利]利用废塑料制备碳纳米管的方法及产品在水处理中的应用

说明书

本发明涉及废塑料的处理技术及污水处理领域，是一种利用废塑料制备碳纳米管的方法及产品在水处理中的应用，包括以下步骤：S1：废塑料预处理；S2：催化热解：将S1步骤中得到的废塑料和热解催化剂置于热解反应器中，将催化重整催化剂置于催化重整反应器中，将N₂作为惰性气体通入热解反应器中，废塑料细料在热解反应器中热解，热解气进入催化重整反应器并在催化重整催化剂表面沉积形成碳纳米管；S3：将S2步骤中得到的碳纳米管进行酸洗获得纯化碳纳米管。本发明的碳纳米管的制备方法实现了废塑料的回收利用，避免了因大量废塑料垃圾的存在而造成环境污染、资源浪费的问题，另外整个制备工艺流程简单、易实施，生产效率高、产品质量高。

技术领域

本发明涉及废塑料的处理技术及污水处理领域，特别是涉及一种利用废塑料制备碳纳米管的方法及产品在水处理中的应用。

背景技术

塑料材料由于其高化学稳定性和轻质特性，被应用于许多领域，如包装、电力和电子、建筑材料以及家用电器等，塑料使用量的增加，导致大量的废塑料积累。相关研究表明，目前全球累计的49亿吨塑料中的绝大多数积累到垃圾填埋场或自然环境中，不仅对环境造成严重危害，同时也造成了大量的资源浪费。

发明内容

本发明提供了一种利用废塑料制备碳纳米管的方法及产品在水处理中的应用，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有塑料废弃物存在对环境污染大、资源浪费大的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种利用废塑料制备碳纳米管的方法，包括以下步骤：

S1：废塑料预处理：将废塑料进行水洗、干燥、粉碎后获得废塑料细料；

S2：催化热解：将S1步骤中得到的废塑料细料和热解催化剂置于热解反应器中，将催化重整催化剂置于催化重整反应器中，将N₂作为惰性气体通入热解反应器中，废塑料细料在热解反应器中热解，热解气经冷凝装置冷凝后进入催化重整反应器并在催化重整催化剂表面沉积形成碳纳米管；

S3：将S2步骤中得到的碳纳米管进行酸洗获得纯化碳纳米管，纯化碳纳米管经烘干、粉碎获得纯化碳纳米管粉末。

下面是对上述技术方案之一的进一步优化或/和改进：

上述S2步骤中的热解反应器可为流化床，S2步骤中的热解催化剂的制备方法为：将商用分子筛催化剂、聚乙烯醇、海泡石混合加入去离子水中，在60℃至80℃的磁力搅拌器中不断搅拌至水分完全蒸发，将完全蒸发后的物料磨成粉末并使用红外压片机压片获得片状催化剂，然后将片状催化剂粉碎并筛分即得到热解催化剂。

上述S2步骤中的催化重整反应器可为移动床，S2步骤中的催化重整催化剂的制备方法为：将金属硝酸盐溶于乙醇溶液中并使用磁力搅拌器搅拌，然后加入氧化铝载体粉末并搅拌均匀成稠状浆液，再将稠状浆液在60℃的条件下连续搅拌3h，后在105℃条件下烘干12h得到催化剂前驱体，然后将催化剂前驱体置于马弗炉中煅烧，马弗炉以10℃/min的升温速率升温至500℃后停留3h，最后将煅烧后的催化剂前驱体研磨并筛分即得到催化重整催化剂。

上述所述S1步骤中获得的废塑料细料的粒径可等于或小于3厘米，所述S1步骤中通过废塑料处理系统来对废塑料进行水洗、干燥、粉碎以获得废塑料细料。