[實用新型]一種碳納米管的生產(chǎn)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520832898.9
• 申請日: 2015-10-22
• 公開（公告）號: CN205045828U
• 公開（公告）日: 2016-02-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張權(quán);馬偉斌
• 申請（專利權(quán)）人: 惠州集越納米材料技術(shù)有限責(zé)任公司
• 主分類號: C01B31/02
• 分類號: C01B31/02;B82Y30/00
• 代理公司: 深圳市千納專利代理有限公司 44218
• 代理人: 童海霓;劉彥

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及碳納米管生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種碳納米管的生產(chǎn)裝置。

背景技術(shù)

僅僅在二十幾年前，人們一般認為晶態(tài)碳的同素異形體只有兩種：石墨和金剛石。1985年英國Sussex大學(xué)的Kroto教授和Rice大學(xué)的Smalley教授進行合作研究，用激光轟擊石墨靶以嘗試用人工方法合成一些宇宙中的長碳鏈分子。在所得產(chǎn)物中他們意外發(fā)現(xiàn)了碳原子的一種新穎的排列方式。60個碳原子排列于一個截角二十面體的60個頂點，構(gòu)成一個與現(xiàn)代足球形狀完全相同的中空球，這種直徑僅為0.7nm的球狀分子即被稱為碳60分子，此即為碳晶體的第三種形式，即碳納米管。

碳納米管，又名巴基管，是一種具有特殊結(jié)構(gòu)(徑向尺寸為納米量級，軸向尺寸為微米量級，管子兩端基本上都封口)的一維量子材料。碳納米管主要由呈六邊形排列的碳原子構(gòu)成數(shù)層到數(shù)十層的同軸圓管。層與層之間保持固定的距離，約0.34nm，直徑一般為2～20nm。并且根據(jù)碳六邊形沿軸向的不同取向可以將其分成鋸齒形、扶手椅型和螺旋型三種。其中螺旋型的碳納米管具有手性，而鋸齒形和扶手椅型碳納米管沒有手性。碳納米管作為一維納米材料，重量輕，六邊形結(jié)構(gòu)連接完美，具有許多異常的力學(xué)、電學(xué)和化學(xué)性能。近些年隨著碳納米管及納米材料研究的深入其廣闊的應(yīng)用前景也不斷地展現(xiàn)出來。目前，碳納米管的主要制備方法有電弧放電法、激光蒸發(fā)法和催化化學(xué)氣相沉積法等方法。電弧放電法主要用于制備單壁碳納米管，反應(yīng)溫度高達3000℃以上；激光蒸發(fā)法是利用激光的高溫使得石墨中的碳原子揮發(fā)進行重構(gòu)，要求的實驗條件較高；催化化學(xué)氣相沉積法是以易分解的甲烷或其它碳氫氣體為碳源，在600～1000℃溫度范圍內(nèi)和過渡金屬元素催化劑的作用下，使碳源分解生成碳納米管。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種碳納米管的生產(chǎn)裝置。

本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種碳納米管的生產(chǎn)裝置，包括臥式反應(yīng)腔、石英反應(yīng)管、石英舟、加熱裝置、溫控柜，所述石英反應(yīng)管位于所述臥式反應(yīng)腔內(nèi)，所述加熱裝置位于所述臥式反應(yīng)腔的上方，所述溫控柜位于所述臥式反應(yīng)腔的下方，該生產(chǎn)裝置還包括超聲振蕩器、微孔過濾器、氫氟酸洗池、高錳酸鉀反應(yīng)器，所述超聲振蕩器與所述臥式反應(yīng)腔相連，所述超聲振蕩器與所述微孔過濾器相連，所述微孔過濾器與所述氫氟酸洗池相連，所述氫氟酸洗池與所述高錳酸鉀反應(yīng)器相連，所述高錳酸鉀反應(yīng)器與所述干燥器相連。

作為本實用新型的優(yōu)選技術(shù)方案，還包括碳氫氣體儲罐、氫氣儲罐、氮氣儲罐、第一流量控制器、第二流量控制器、第三流量控制器，所述碳氫氣體儲罐與所述第一流量控制器相連，所述氫氣儲罐與所述第二流量控制器相連，所述氮氣儲罐與所述第三流量控制器相連。

作為本實用新型的優(yōu)選技術(shù)方案，還包括氣體混合器，所述氣體混合器與所述第一流量控制器、第二流量控制器、第三流量控制器相連。

超聲振蕩器用于將碳納米管中直徑大于500nm的石墨粒子進行沉淀，微孔過濾器用于對超聲振蕩器的濾出物和濾液都進行了反復(fù)的過濾，氫氟酸洗池內(nèi)選用40％的氫氟酸對含金屬催化劑雜質(zhì)的碳納米管進行72h的浸泡；所述高錳酸鉀反應(yīng)器用于去除催化劑雜質(zhì)；所述干燥器用于對在所述高錳酸鉀反應(yīng)器進行反應(yīng)處理后進行干燥和粉碎處理以得到碳納米管粉末。

與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是：本實用新型提供的碳納米管生產(chǎn)裝置，能夠大幅度地減少能源耗費，并對生產(chǎn)后的碳納米管進行純化處理，提高生產(chǎn)效率，節(jié)約成本，且生產(chǎn)出來的碳納米管純度較高。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

請參閱圖1，圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。