一种聚酯热降解管状炭及其制备方法

本发明涉及碳材料领域，具体涉及一种聚酯热降解管状炭及其制备方法。

背景技术：

1、金属-有机框架材料(mofs)是近十年来发展迅速的一种配位聚合物，具有三维的孔结构，一般以金属离子为连接点，有机配位体支撑构成空间3d延伸，系沸石和碳纳米管之外的又一类重要的新型多孔材料，在催化、储能和分离中都有广泛的应用。

2、mofs材料由于其特殊的结构性质和其内部结构的改变使其在气体储存、小分子分离和催化等领域具有重要作用。

3、随着人们对有机和无机部分连接的逐渐理解，mofs材料的潜在应用价值逐步得到体现，mofs已经由一种新奇物质转化成了一种功能材料，这不仅仅是因为它们具备了常规多种物质具备的性能(分子筛、吸附、储能)，更重要的是它的应用正深入到其他众多领域，因其压缩性而涉及到了固体化学和物理化学，因其存储和运载药物的能力涉及到了生命科学，因其能提供单层分散的纳米粒子而涉及到了纳米科学。

4、聚酯是由多元醇和多元酸缩聚而得的聚合物总称，是一类性能优异、用途广泛的工程塑料，聚酯包括聚酯树脂和聚酯弹性体。随着中国经济的迅速发展，国内对聚酯切片的表观消费量迅速增长，中国的聚酯产能迅速发展，但聚酯的大量使用产生大量的废弃物，而每年对废弃物的处理仅占废弃物的很小一部分。因此，如何有效处理大量的聚酯废弃物成为急需解决的问题。

技术实现思路

1、基于上述技术背景，本发明人进行了锐意进取，结果发现：采用含铁离子化合物作为催化剂，加入废弃聚酯中进行反应后经单向高温热降解得到的降解炭具有管状结构，该管状炭具有较大的比表面积和电阻率，可应用于阻热绝缘材料中，同时力学性能优异，模量较高，可作为抗熔滴剂使用，有效减少火灾中产生的熔滴，具有良好的应用前景，为废弃聚酯的处理和有效利用提供了新思路，从而完成本发明。

2、本发明第一方面在于提供一种聚酯热降解管状炭，该聚酯热降解管状炭由包括含铁离子化合物和聚酯的原料经热处理制得；

3、所述含铁离子化合物选自硝酸铁、三价铁mofs、氯化铁、硫酸铁和乙酸铁中的一种或几种。

4、本发明第二方面在于提供一种本发明第一方面所述聚酯热降解管状炭的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

5、步骤1、含铁离子化合物与聚酯进行共混，得到复合材料；

6、步骤2、对复合材料进行高温热降解，得到管状炭。

7、本发明第三方面在于提供一种根据本发明第一方面所述聚酯热降解管状炭或由本发明第二方面所述制备方法制得聚酯热降解管状炭的应用，其特征在于，其可应用于阻热绝缘材料、抗熔滴剂中。

技术特征：

1.一种聚酯热降解管状炭，其特征在于，该聚酯热降解管状炭由包括含铁离子化合物和聚酯的原料经热处理制得；

2.根据权利要求1所述的管状炭，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的管状炭，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的管状炭，其特征在于，

5.一种聚酯热降解管状炭的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤1中，

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤1中，

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤2中，

9.一种根据权利要求1至4之一所述聚酯热降解管状炭或由权利要求5至8之一所述制备方法制得的聚酯热降解管状炭的应用，其可应用于阻热绝缘材料、抗熔滴剂中。

技术总结
本发明提供了一种聚酯热降解管状炭及其制备方法，该聚酯热降解管状炭由包括含铁离子化合物和聚酯的原料经热处理制得，含铁离子化合物在本发明中作为催化剂，热处理优选通过单向加热对其进行高温热处理，单向高温传热和上述催化剂的共同作用有利于形成管状残留物，本发明所述聚酯热降解管状炭的电阻率是纯PET热分解残留物的5倍以上，导电性能较差，其表面积比PET热分解残留物的比表面积更高，有利于气体的吸附，可应用于阻热绝缘材料，同时该管状炭力学性能优异，可作为抗熔滴剂使用，应用前景良好。

技术研发人员：王锐,马天怡,王文庆,顾伟文
受保护的技术使用者：北京服装学院
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25