镍催化剂用于碳纳米管制备以及对于聚丙烯的阻燃性研究

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由于碳纳米管具有一系列优良的性能,所以碳纳米管的制备方法被广大科研工作者广泛研究,以期能找到一种简便,成本低廉,能大量合成碳纳米管的方法。三氧化二铝、二氧化硅负载的镍被广泛用作制备碳纳米管的催化剂。本文以负载的镍为催化剂,以聚丙烯为碳源并结合有机改性蒙脱土,用燃烧的方法来大量制备碳纳米管,取得了令人满意的效果。从而实现了合成方法的价格低廉、简便、快速的要求,使该方法具有潜在的应用前景。同时,用碳纳米管作为添加剂对聚丙烯进行阻燃已被国内外学者所采用,由于聚丙烯本身不能成碳,所以添加量很大,才能使其达到一定的阻燃标准,从而使其释热速率降低。如果采用一种方法能使聚丙烯本身成碳,就可以达到上述降低添加量的目的,同时又能满足其阻燃标准的要求。采用上述镍催化剂/聚丙烯/蒙脱土体系产生碳纳米管的实验方法,把它应用到聚丙烯的阻燃性研究中,试验过程中发现,随着燃烧过程的进行,聚丙烯不断被催化成碳纳米管,并和蒙脱土一起构成隔热层,从而达到很好的阻燃效果。据笔者所知,这是所有已报道的聚丙烯阻燃方法中唯一能使聚丙烯本身成碳纳米管并达到阻燃目的的方法。主要的研究内容和研究结果如下: 第一部分:1.研究镍催化剂用量对聚丙烯/镍催化剂体系在燃烧情况下产生的碳纳米管产量的影响,并用X射线和透射电镜、拉曼光谱对碳纳米管进行表征。 2.镍催化剂/聚丙烯/有机改性蒙脱土体系在空气气氛中燃烧情况下生成碳纳米管,研究其催化剂用量和蒙脱土用量对碳纳米管产量的影响,并用X射线、透射电镜、扫描电镜和拉曼光谱对碳纳米管进行表征。 第二部分:1.研究聚磷酸铵/季戊四醇/聚丙烯/甲酸镍体系中,在聚磷酸铵/季戊四醇/聚丙烯含量不变的情况下,研究甲酸镍含量变化对体系的氧指数和残余碳量的变化。 2.研究镍催化剂/聚丙烯/有机改性蒙脱土体系中催化剂含量和有机改性蒙脱土含量变化时对其释热速率、热失重性质影响。
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