基于废旧纤维纺织品的碳化物及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113072069A(43)申请公布日2021.07.06(21)申请号202110188663.0(22)申请日2021.02.19(71)申请人南昌航空大学地址330063江西省南昌市丰和南大道696号(72)发明人黄军同章雷万文俊陈智帅仁明冯志军(74)专利代理机构南昌洪达专利事务所36111代理人刘凌峰(51)Int.Cl.C01B32/914(2017.01)C01B32/921(2017.01)C01B32/949(2017.01)C01B32/956(2017.01)权利要求书1页说明书9页附图3页(54)发明名称基于废旧纤维纺织品的碳化物及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种基于废旧纤维纺织品的碳化物及其制备方法，该方法包括：将所述前驱粉末和过渡金属硝酸盐化合物加入到酒精溶液中以获得前驱溶液，将废旧纤维织物浸泡于所述前驱溶液中以获得前驱体，对所述前驱体烘干以获得固化前驱体，将所述固化前驱体置于盛有所述辅助粉末的坩埚中，将所述坩埚置于充盈惰性气体的管式炉中热处理以获得所述碳化物。上述方法中，采用废旧纤维织物作为合成碳化物所需要的碳源，降低了合成成本，提高了废旧纤维纺织品附加值。辅助粉末中的金属盐在热处理过程中可以发生熔化，将前驱粉末的颗粒传递到废旧纤维织物表面，使得碳源与前驱粉末的结合温度大大降低，有效解决了合成碳化物需要较高能耗的问题。CN113072069ACN113072069A权利要求书1/1页1.基于废旧纤维纺织品的碳化物的制备方法，其特征在于，其制备步骤如下：（1）原料准备：按质量百分数计，前驱粉末20~80%，废旧纤维织物10~70%，辅助粉末10~30%，过渡金属硝酸盐化合物0～10%；所述辅助粉末包括金属盐粉末和炭黑；（2）将所述前驱粉末和过渡金属硝酸盐化合物加入到酒精溶液中以获得前驱溶液；（3）将废旧纤维织物浸泡于所述前驱溶液中2~4h以获得前驱体；（4）对所述前驱体于75~110℃下烘干2~4h以获得固化前驱体；（5）将所述固化前驱体置于盛有所述辅助粉末的坩埚中；（6）将所述坩埚置于充盈惰性气体的管式炉中，将所述管式炉从室温升温至900~1200℃并保温4~6h后自然冷却，以获得所述碳化物。2.根据权利要求1所述的基于废旧纤维纺织品的碳化物的制备方法，其特征在于：所述前驱粉末包括钨粉末、钼粉末、硅粉末、钛粉末、锆粉末或铪粉末的一种或一种以上。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述辅助粉末中的炭黑粉末的质量占原料组分总质量的0~20%。4.根据权利要求1所述的基于废旧纤维纺织品的碳化物的制备方法，其特征在于：所述金属盐粉末包括氯化钠、氯化钾、氟化钠中的一种或多种，占原料组分总质量的10~30%。5.根据权利要求1所述的基于废旧纤维纺织品的碳化物的制备方法，其特征在于：所述的过渡金属硝酸盐化合物为硝酸镍、硝酸铁、硝酸钴的一种或者一种及以上。6.根据权利要求1所述的基于废旧纤维纺织品的碳化物的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）将废旧纤维织物浸泡于所述前驱溶液中2~4h以获得前驱体的具体步骤为：将废旧纤维织物浸没于所述前驱溶液中，以磁力搅拌方式匀速搅拌2~4h以获得所述前驱体。7.根据权利要求1所述的基于废旧纤维纺织品的碳化物的制备方法，其特征在于：所述步骤（6）中将所述管式炉从室温升温至900~1200℃并保温4~6h后自然冷却，以获得所述碳化物的具体步骤为：将管式炉以5~10℃/min的升温速率从室温升温至600℃，再以1~5℃/min的升温速率从600℃升温至900~1200℃并保温4~6h后自然冷却，以获得所述碳化物。8.一种基于废旧纤维纺织品的碳化物，其特征在于：所述碳化物包括废旧纤维织物以及碳化层；所述碳化层以所述废旧纤维织物为碳源并生长于所述废旧纤维织物上。9.根据权利要求8所述的基于废旧纤维纺织品的碳化物，其特征在于：所述碳化层包括碳化钨、碳化钼、碳化硅、碳化钛、碳化锆或碳化铪的一种或一种以上。10.根据权利要求8所述的基于废旧纤维纺织品的碳化物，其特征在于：所述碳化物还包括掺杂镍颗粒；所述废旧纤维织物包括多条废旧纤维；所述掺杂镍颗粒负载于所述废旧纤维上。2CN113072069A说明书1/9页基于废旧纤维纺织品的碳化物及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及碳化物制备技术领域，特别是涉及一种基于废旧纤维纺织品的碳化物及其制备方法。背景技术[0002]发展循环经济、促进社会可持续发展、建立健全绿色低碳循环发展体系已达成全世界共识。废旧纺织品综合利用作为循环经济的重要组成部分，对加快推进再生资源产业发展起着重要作用。我国每年产生的废弃纺织品衣物超过2000万吨，其来源主要有两种：一是生产过程中的