[發明專利]反應器及生長碳納米管的方法

有效

• 申請號: 201210587684.0
• 申請日: 2012-12-29
• 公開（公告）號: CN103896243A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 吳揚;柳鵬;魏洋;王佳平;姜開利;范守善
• 申請（專利權）人: 清華大學;鴻富錦精密工業（深圳）有限公司
• 主分類號: C01B31/02
• 分類號: C01B31/02;B82Y40/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種反應器，其包括：

一反應室，所述反應室包括一進氣口及一出氣口，反應氣體從所述進氣口通入流向所述出氣口，其特征在于，進一步包括一碳納米管催化劑復合層可旋轉地設置于反應室內部，該碳納米管催化劑復合層具有多個微孔，通過所述碳納米管催化劑復合層的旋轉使所述反應氣體在反應室內流動過程中穿過所述碳納米管催化劑復合層的多個微孔。

2.如權利要求1所述的反應器，其特征在于，所述碳納米管催化劑復合層為一自支撐結構，包括一碳納米管層及均勻分散于碳納米管層表面的催化劑顆粒。

3.如權利要求2所述的反應器，其特征在于，所述碳納米管催化劑層包括多個催化劑顆粒固定于所述碳納米管層中碳納米管的表面。

4.如權利要求2所述的反應器，其特征在于，所述碳納米管催化劑層包括多個催化劑顆粒嵌入微孔中。

5.如權利要求2所述的反應器，其特征在于，所述催化劑顆粒的尺寸為5納米～10納米。

6.如權利要求2所述的反應器，其特征在于，所述多個微孔沿所述碳納米管催化劑復合層的厚度方向貫穿所述碳納米管催化劑復合層。

7.如權利要求6所述的反應器，其特征在于，所述微孔的尺寸為5納米至10微米。

8.如權利要求1所述的反應器，其特征在于，所述碳納米管催化劑復合層包括至少一碳納米管膜，所述碳納米管膜中包括多個沿同一方向延伸的碳納米管。

9.如權利要求8所述的反應器，其特征在于，所述碳納米管催化劑復合層包括至少兩層重疊設置的碳納米管膜，相鄰兩層碳納米管膜中，碳納米管的延伸方向形成一夾角，所述夾角大于零度小于等于90度。

10.如權利要求1所述的反應器，其特征在于，所述碳納米管催化劑復合層旋轉的轉軸垂直于氣流方向。

11.如權利要求1所述的反應器，其特征在于，所述反應器進一步包括一驅動桿，所述碳納米管催化劑復合層固定于所述驅動桿，驅動桿的自轉帶動所述碳納米管催化劑復合層旋轉。

12.如權利要求1所述的反應器，其特征在于，進一步包括一固定框，所述碳納米管催化劑復合層固定于所述固定框，并通過所述固定框懸空設置。

13.如權利要求1所述的反應器，其特征在于，進一步包括多個碳納米管催化劑復合層沿反應氣體的流動方向相互間隔設置于所述反應室中，每一碳納米管催化劑復合層圍繞一轉軸旋轉。

14.如權利要求13所述的反應器，其特征在于，所述多個碳納米管催化劑復合層旋轉的轉軸相互平行。

15.如權利要求1所述的反應器，其特征在于，進一步包括一第一電極及第二電極間隔設置且與所述碳納米管催化劑復合層電連接。

16.一種采用所述反應器生長碳納米管的方法，主要包括以下步驟：

提供一如權利要求1至15中任意一項所述的反應器；

向所述反應室內通入碳源氣體與載氣的混合氣體；

旋轉所述碳納米管催化劑復合層并加熱所述碳納米管催化劑復合層以生長碳納米管。

17.如權利要求16所述的采用所述反應器生長碳納米管的方法，其特征在于，通過向所述碳納米管催化劑復合層通入電流的方式加熱所述碳納米管催化劑復合層。

18.如權利要求16所述的采用所述反應器生長碳納米管的方法，其特征在于，所述反應室包括多個碳納米管催化劑復合層間隔設置，每一碳納米管催化劑復合層圍繞一驅動桿旋轉，所述多個碳納米管催化劑復合層并聯設置于一第一電極及一第二電極之間，通過向所述第一電極及第二電極施加一電壓加熱所述多個碳納米管催化劑復合層。

19.如權利要求16所述的采用反應器生長碳納米管的方法，其特征在于，所述催化劑層通過電子束蒸發法、熱沉積或濺射法的方法形成。