一种碳纳米管/缩醛胺动态共价网络结构复合物的制备方法及降解方法技术

一种碳纳米管/缩醛胺动态共价网络结构复合物的制备方法及降解方法，它涉及一种碳纳米管/缩醛胺动态共价网络结构复合物的制备方法及降解方法。本发明专利技术的目的是要解决现有方法工艺复杂、成本高同时制备的碳纳米管/缩醛胺动态共价网络结构复合物不易降解，造成环境污染的问题，本发明专利技术步骤为：酰氯化碳纳米管的制备、碳纳米管/PHDN复合物的合成。本发明专利技术成本低，降解方法简单，容易操作，并且可以回收原料再次重复利用，是一种很好的环保方法。本发明专利技术应用于化工领域。

【技术实现步骤摘要】
一种碳纳米管/缩醛胺动态共价网络结构复合物的降解方法
本专利技术涉及一种碳纳米管/缩醛胺动态共价网络结构复合物的制备方法及降解方法。
技术介绍
含氮的热固性聚合物，例如聚酰胺、聚酰亚胺、聚苯并咪唑等，由于其很好的热性能，机械性能，电性能、抗化学腐蚀性能等可以很好的用于制备泡沫，胶黏剂，汽车，航空，电子设备等。但是众所周知，热固性聚合物不同于热塑性聚合物，具有“不溶不熔”的性能。所以一经制备成型很难改造，用过后的产品很难处理。据统计，每年的塑料垃圾占固体垃圾总量的20-30％，其降解要很长时间。目前降解方法有光降解，热降解，微生物等，一般降解工艺要求较高，时间较长，成本较高。所以想制备一种既符合在应用时具有很好的热性能，抗腐蚀性能，强机械性能等，同时在应用后又可以很好的得到处理的材料是当前人们迫切需要的。
技术实现思路
本专利技术的目的是要解决现有方法工艺复杂、成本高同时制备的碳纳米管/缩醛胺动态共价网络结构复合物不易降解，造成环境污染的问题，提供一种碳纳米管/缩醛胺动态共价网络结构复合物的降解方法。本专利技术一种碳纳米管/缩醛胺动态共价网络结构复合物的制备方法包括以下具体步骤：一、酰氯化碳纳米管的制备：a、表面氧化：将碳纳米管置于混合酸中，在50～80℃下搅拌反应6～9h，得到表面连接羧基的酸化碳纳米管，其中碳纳米管与混合酸的质量体积比是1g：(40～80)mL，混合酸是由浓度为98％的浓硝酸与浓度为18.4mol/L的浓硫酸按体积比1:3的比例混合而成；b、酰氯化：将表面连接羧基的酸化碳纳米管置于SOCl2中，再加入N,N’-二甲基甲酰胺，然后在氮气保护、温度为75～80℃的条件下加热磁力搅拌20～28h，得酰氯化碳纳米管，其中表面连接羧基的酸化碳纳米管与SOCl2的比例关系为1g:(60～120)mL，SOCl2和N,N’-二甲基甲酰胺的体积比(0.0025～0.0125)：1；二、碳纳米管/缩醛胺动态共价网络结构复合物的合成：将对苯二胺、多聚甲醛、酰氯化碳纳米管和氮甲基吡咯烷酮放入三颈瓶中，氮气环境，超声20～100min，然后加热至40～60℃磁力搅拌20～28h，温度降至室温，然后用丙酮沉降，抽滤真空干燥，得到碳纳米管/缩醛胺动态共价网络结构复合物；其中，对苯二胺和多聚甲醛的摩尔比是1:(1～5)，对苯二胺与氮甲基吡咯烷酮的摩尔体积比1mmol:(2-5)mL，酰氯化碳纳米管为对苯二胺和多聚甲醛总质量的0.5％～10％。本专利技术一种碳纳米管/缩醛胺动态共价网络结构复合物的降解方法为将碳纳米管/缩醛胺动态共价网络结构复合物放入pH＝0的硫酸水溶液中，0.5～1.5h后过滤除去固相物A，在冰水浴条件下向滤液中加入固体NaHCO3至pH＝7，过滤取固相物B，真空烘干，得到对苯二胺，即完成降解；其中碳纳米管/缩醛胺动态共价网络结构复合物与硫酸水溶液的质量体积比为(2～3)mg:1mL。本专利技术优点：一、成本低，降解方法简单，容易操作，只需要配制一定量的酸就可以实施，不需要复杂仪器；二、将碳纳米管进行酸化，而后进行酰氯化，目的是酰氯化活性高，更容易反应，然后通过与碳纳米管进行掺杂，可以得到硬度、模量提高的复合物；三、节能环保，热固性复合物可以进行回收再利用。本专利技术的降解方法简单方便，成本低，并且可以回收原料再次重复利用，是一种很好的环保方法。附图说明图1为实施例一的合成路线图；图2为实施例一合成的碳纳米管/缩醛胺动态共价网络结构复合物的电镜扫描图；图3为实施例一制备的表面连接羧基的酸化碳纳米管、0.5％碳纳米管/缩醛胺动态共价网络结构复合物和实施例五PHDN的红外光谱图；其中a为表面连接羧基的酸化碳纳米管，b为0.5％碳纳米管/缩醛胺动态共价网络结构复合物、c为PHDN；图4为实施例一制备的表面连接羧基的酸化碳纳米管、0.5％碳纳米管/缩醛胺动态共价网络结构复合物和实施例五聚合物X射线光电子能谱图；其中a为表面连接羧基的酸化碳纳米管，b为0.5％碳纳米管/缩醛胺动态共价网络结构复合物、c为PHDN；图5为实施例PHDN及复合物的热重分析曲线，其中a为PHDN，b为0.5％碳纳米管/缩醛胺动态共价网络结构复合物，c为1％碳纳米管/缩醛胺动态共价网络结构复合物，d为2％碳纳米管/缩醛胺动态共价网络结构复合物，e为5％碳纳米管/缩醛胺动态共价网络结构复合物；图6为实施例PHDN及复合物的硬度曲线，其中a为PHDN，b为0.5％碳纳米管/缩醛胺动态共价网络结构复合物，c为1％碳纳米管/缩醛胺动态共价网络结构复合物，d为2％碳纳米管/缩醛胺动态共价网络结构复合物，e为5％碳纳米管/缩醛胺动态共价网络结构复合物；图7为实施例PHDN及复合物的模量曲线，其中a为PHDN，b为0.5％碳纳米管/缩醛胺动态共价网络结构复合物，c为1％碳纳米管/缩醛胺动态共价网络结构复合物，d为2％碳纳米管/缩醛胺动态共价网络结构复合物，e为5％碳纳米管/缩醛胺动态共价网络结构复合物；图8为实施例六真空烘干的产物的红外谱图。具体实施方式具体实施方式一：本实施方式一种碳纳米管/缩醛胺动态共价网络结构复合物的制备方法包括以下具体步骤：一、酰氯化碳纳米管的制备：a、表面氧化：将碳纳米管置于混合酸中，在50～80℃下搅拌反应6～9h，得到表面连接羧基的酸化碳纳米管，其中碳纳米管与混合酸的质量体积比是1g：(40～80)mL，混合酸是由质量浓度为98％的浓硝酸与浓度为18.4mol/L的浓硫酸按体积比1:3的比例混合而成；b、酰氯化：将表面连接羧基的酸化碳纳米管置于SOCl2中，再加入N,N’-二甲基甲酰胺，然后在氮气保护、温度为75～80℃的条件下加热磁力搅拌20～28h，得酰氯化碳纳米管，其中表面连接羧基的酸化碳纳米管与SOCl2的比例关系为1g:(60～120)mL，SOCl2和N,N’-二甲基甲酰胺的体积比(0.0025～0.0125)：1；二、碳纳米管/缩醛胺动态共价网络结构复合物的合成：将对苯二胺、多聚甲醛、酰氯化碳纳米管和氮甲基吡咯烷酮放入三颈瓶中，氮气环境，超声20～100min，然后加热至40～60℃磁力搅拌20～28h，温度降至室温，然后用丙酮沉降，抽滤真空干燥，得到碳纳米管/缩醛胺动态共价网络结构复合物；其中，对苯二胺和多聚甲醛的摩尔比是1:(1～5)，对苯二胺与氮甲基吡咯烷酮的摩尔体积比1mmol:(2-5)mL，酰氯化碳纳米管为对苯二胺和多聚甲醛总质量的0.5％～10％。本实施方式中使用的是分析纯级别的SOCl2。本实施方式优点：一、成本低，降解方法简单，容易操作，只需要配制一定量的酸就可以实施，不需要复杂仪器；二、将碳纳米管进行酸化，而后进行酰氯化，目的是酰氯化活性高，更容易反应，然后通过与碳纳米管进行掺杂，可以得到硬度、模量提高的复合物；三、节能环保，热固性复合物可以进行回收再利用。具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤a所述的在70℃下搅拌反应6h。其它步骤和参数与具体实施方式一相同。具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤二所述的超声功率为600W，频率为40/60KHz。其它步骤和参数与具体实施方式一或二相同。具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤二所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳纳米管/缩醛胺动态共价网络结构复合物的制备方法，其特征在于该方法包括以下具体步骤：一、酰氯化碳纳米管的制备：a、表面氧化：将碳纳米管置于混合酸中，在50～80℃下搅拌反应6～9h，得到表面连接羧基的酸化碳纳米管，其中碳纳米管与混合酸的质量体积比是1g：(40～80)mL，混合酸是由质量浓度为98％的浓硝酸与浓度为18.4mol/L的浓硫酸按体积比1:3的比例混合而成；b、酰氯化：将表面连接羧基的酸化碳纳米管置于SOCl2中，再加入N,N’‑二甲基甲酰胺，然后在氮气保护、温度为75～80℃的条件下加热磁力搅拌20～28h，得酰氯化碳纳米管，其中表面连接羧基的酸化碳纳米管与SOCl2的比例关系为1g:(60～120)mL，SOCl2和N,N’‑二甲基甲酰胺的体积比(0.0025～0.0125)：1；二、碳纳米管/缩醛胺动态共价网络结构复合物的合成：将对苯二胺、多聚甲醛、酰氯化碳纳米管和氮甲基吡咯烷酮放入三颈瓶中，氮气环境，超声20～100min，然后加热至40～60℃磁力搅拌20～28h，温度降至室温，然后用丙酮沉降，抽滤真空干燥，得到碳纳米管/缩醛胺动态共价网络结构复合物；其中，对苯二胺和多聚甲醛的摩尔比是1:(1～5)，对苯二胺与氮甲基吡咯烷酮的摩尔体积比1mmol:(2‑5)mL，酰氯化碳纳米管为对苯二胺和多聚甲醛总质量的0.5％～10％。...

【技术特征摘要】
1.一种碳纳米管/缩醛胺动态共价网络结构复合物的降解方法，其特征在于该方法为将碳纳米管/缩醛胺动态共价网络结构复合物放入pH＝0的硫酸水溶液中，0.5～1.5h后过滤除去固相物A，在冰水浴条件下向滤液中加入固体NaHCO3至pH＝7，过滤取固相物B，真空烘干，得到对苯二胺，即完成降解；其中碳纳米管/缩醛胺动态共价网络结构复合物与硫酸水溶液的质量体积比为(2～3)mg:1mL；所述的碳纳米管/缩醛胺动态共价网络结构复合物是按以下步骤制备的：一、酰氯化碳纳米管的制备：a、表面氧化：将碳纳米管置于混合酸中，在50～80℃下搅拌反应6～9h，得到表面连接羧基的酸化碳纳米管，其中碳纳米管与混合酸的质量体积比是1g：(40～80)mL，混合酸是由质量浓度为98％的浓硝酸与浓度为18.4mol/L的浓硫酸按体积比1:3的比例混合而成；b、酰氯化：将表面连接羧基的酸化碳纳米管置于SOCl2中，再加入N,N’-二甲基甲酰胺，然后在氮气保护、温度为75～80℃的条件下加热磁力搅拌20～28h，得酰氯化碳纳米管，...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄玉东，马丽娜，刘丽，董继东，贾储源，王芳，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23