[實用新型]箱體密封化學氣相反應制備連續(xù)碳納米管纖維的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320605125.8
• 申請日: 2013-09-27
• 公開（公告）號: CN203820461U
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發(fā)明（設計）人: 蔣雅雅
• 申請（專利權）人: 武漢博力信納米科技有限公司
• 主分類號: C01B31/02
• 分類號: C01B31/02;B82Y40/00;B82Y30/00
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技術領域

本實用新型涉及納米材料制備技術領域，尤其涉及化學氣相反應制備連續(xù)碳納米管纖維的裝置。?

背景技術

碳納米管具有獨特一維納米結構和優(yōu)異的電學、熱學和力學性能，由其組裝構成的宏觀體連續(xù)的纖維在工程纖維、功能復合、生物傳感和能量儲存等領域有廣泛潛在應用。將碳納米管組裝成連續(xù)碳納米管纖維是實現(xiàn)其眾多潛在應用的關鍵步驟。?

目前，制備碳納米管纖維的方法主要有化學氣相反應、陣列紡絲和溶液紡絲方法。化學氣相反應制備連續(xù)碳納米管纖維是在碳納米管合成過程中直接將碳納米管組裝成連續(xù)聚集體，為一步法，有望發(fā)展為連續(xù)碳納米管纖維規(guī)模化制備，實現(xiàn)碳納米管纖維的產(chǎn)業(yè)化。化學氣相反應制備連續(xù)碳納米管纖維是在高溫反應器中先制備連續(xù)碳納米管聚集體，在反應器后端實現(xiàn)對碳納米管聚集體纏繞和處理，使其收縮變成碳納米管纖維。高溫反應器后端可通過法蘭，氣體或液體密封化學氣相反應系統(tǒng)。?

但是，法蘭密封化學氣相反應難實現(xiàn)制備連續(xù)碳納米管纖維，紡絲空間和操作性都很差。氣體密封可提供大碳納米管纖維紡絲空間，但氣相反應制備的碳納米管聚集體非常輕，在經(jīng)過用于密封的氣流時會顫動，致使碳納米管紡絲不穩(wěn)定。液體密封與氣體密封類似，可提供大的碳納米管纖維紡絲空間，但碳納米管纖維從密封液體中經(jīng)過時與液體摩擦，摩擦容易造成碳納米管纖維拉斷，繼而使得碳納米管纖維紡絲不穩(wěn)定。?

因此，需要對現(xiàn)有技術進行改進來要提高化學氣相反應制備碳納米管纖維紡絲的穩(wěn)定性。?

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種用以提高化學氣相反應制備碳納米管纖維紡絲穩(wěn)定性的箱體密封化學氣相反應制備連續(xù)碳納米管纖維的裝置。?

為實現(xiàn)上述實用新型目的，本實用新型提供一種箱體密封化學氣相反應制備連續(xù)碳納米管纖維的裝置，包括用以供反應液體在載氣流作用下催化熱解反應生長碳納米聚集體的高溫化學氣相反應器以及位于高溫化學氣相反應器后端用以密封高溫化學氣相反應器的箱體，所述箱體內(nèi)設有用以往復運動至高溫化學氣相反應器后端牽引碳納米聚集體的引絲桿以及位于高溫化學氣相反應器與引絲桿之間的用以纏繞碳納米管纖維的紡軸，所述高溫化學氣相反應器包括反應器以及用以加熱所述反應器的高溫加熱爐，所述箱體密封化學氣相反應制備連續(xù)?碳納米管纖維的裝置還包括與高溫化學氣相反應器另一端相連接的輔助超聲霧化器，所述輔助超聲霧化器包括用以與提供反應液體的輸液裝置相連接的超聲發(fā)生器以及與高溫化學氣相反應器連接的超聲霧化器噴嘴。?

進一步的，所述紡軸進行旋轉(zhuǎn)或兩維運動對所述碳納米管纖維進行纏繞。?

進一步的，所述引絲桿與傳送帶相連，所述紡軸與電機相連。?

進一步的，所述箱體內(nèi)設有用以向位于紡軸與高溫化學氣相反應器之間的碳納米管聚集體噴射有機液體的箱體超聲霧化器。?

進一步的，所述箱體內(nèi)還設有液體槽，所述液體槽內(nèi)設有用以與碳納米管聚集體接觸而形成復合纖維的高分子溶液。?

進一步的，所述高分子溶液為PVA水性溶液或聚碳硅烷的二甲苯溶液。?

進一步的，所述箱體內(nèi)還設有液體槽，所述液體槽內(nèi)設有用以與碳納米管聚集體接觸而對碳納米管聚集體進行致密的乙醇液體。?

本實用新型提供箱體密封化學氣相反應制備碳納米管纖維的裝置，所述箱體與高溫化學氣相反應器密封連接，提供足夠大的空間提供碳納米管聚集體各種處理，含自動引絲，致密、復合和紡絲等處理。箱體除提供足夠大的空間供碳納米管聚集體處理外，且使得碳納米管聚集體在處理過程免受外界干擾，進而實現(xiàn)了穩(wěn)定制備連續(xù)碳納米管纖維。?

附圖說明

圖1是本實用新型具體實施例1中的箱體密封化學氣相反應制備連續(xù)碳納米管纖維裝置的示意圖。?

具體實施方式

以下將結合附圖所示的具體實施例對本實用新型進行詳細描述。值得說明的是，下文所記載的實施例并不限制本實用新型，本領域的普通技術人員根據(jù)這些實施例所做出的結構或功能上的變換均包含在本實用新型的保護范圍內(nèi)。?

本實用新型提供一種箱體2密封化學氣相反應制備連續(xù)碳納米管纖維6的裝置。所述箱體2密封化學氣相反應制備連續(xù)碳納米管纖維6的裝置特征在于高溫化學氣相反應器1后端密封連接有與高溫化學氣相反應器1相連通的箱體2，箱體2提供足夠大空間實現(xiàn)對碳納米管聚集體5的各種處理，進而獲得穩(wěn)定制備連續(xù)碳納米管纖維6。?