[實用新型]一種連續化制備納米碳材料的裝置

有效

• 申請號: 201720756858.X
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN207030958U
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 朱衛中;張衛珂;王學霞;張敏;薄秋芳
• 申請（專利權）人: 山西中興環能科技有限公司
• 主分類號: C01B32/15
• 分類號: C01B32/15;C01B32/18;C01B32/154;C01B32/164;B82Y30/00;B82Y40/00
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技術領域

本實用新型涉及納米碳材料制備技術領域，尤其是一種連續化制備納米碳材料的裝置。

背景技術

碳元素是世界上最豐富的元素之一，也是組成生命體的基本元素。在研究學者們不斷的探索與研究下，碳的多種同素異形體的結構、性能與應用價值逐漸被豐富，例如納米碳管、石墨烯及納米洋蔥碳等，因此納米碳材料的研究與發展得到了眾多學者人士的重視。高度石墨化的碳材料如納米洋蔥碳、納米碳管、納米碳球等，具有良好的機械、電子性能，化學惰性，生物相容性，被廣泛地應用于工程、電子、化工、生物等領域。納米洋蔥碳，也被稱為洋蔥狀富勒烯，是一種能量最為穩定的碳的同素異形體，其體積小、比表面積大、導電性好，在超級電容器、鋰離子電池、固體潤滑劑等領域具有廣闊的應用前景。

納米碳材料的制備方法一般有電弧放電法、電子束輻射法、熱解法和化學氣相沉積法等。目前采用化學氣相沉積法工業化生產納米碳材料的設備在實現在線制備納米碳材料方面有很大優勢，達到了產量化生產的目標，但其多采用間歇式管式反應器，在納米碳材料的制備過程中難以在線取碳，無法實現連續化生產。

實用新型內容

本實用新型提供一種連續化制備納米碳材料的裝置，以解決現有技術中納米碳材料的生產設備在制備過程中難以在線取碳，無法實現連續化生產的問題。

為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案為：

一種連續化制備納米碳材料的裝置，包括：管式反應器，其始端設有進氣管和進料管，其末端設有排氣管和排料管；進氣管、排氣管與排料管上均設有截止閥；螺旋輸送器，設于管式反應器的中心軸位置；用于驅動螺旋輸送器旋轉的第一電機，與螺旋輸送器電連接；為管式反應器加熱的加熱爐，設于管式反應器的反應區位置；儲料倉，與進料管相連接；螺旋給料器，設于儲料倉內，進料管與螺旋給料器之間密封連接；用于驅動螺旋給料器旋轉的第二電機，與螺旋給料器電連接；集料器，與排料管相連。

本實用新型的有益效果：

本實用新型解決了納米碳材料在制備過程中的在線收集問題，實現了納米碳材料的連續生產，避免了納米碳材料的單獨收集工序，提高了管式反應器的工作效率，同時降低了管式反應器冷卻、升溫重復率，降低了能耗，增加了管式反應器的使用壽命，降低了生產成本和時間成本；該裝置布置簡單，使用和維護方便且安全可靠；適用于納米碳材料及具有相似制備生產工藝的納米材料的連續化生產。

附圖說明

圖1為實施例中連續化制備納米碳材料的裝置的結構示意圖；

圖2為實施例1中納米洋蔥狀富勒烯的SEM圖；

圖3為實施例2中制備的納米碳材料的SEM圖。

圖中：1、管式反應器；2、螺旋輸送器；3、加熱爐；4、儲料倉；5、螺旋給料器；6、進料管；7、第一進氣管；8、第二進氣管；9、第一截止閥；10、第二截止閥；11、第一電機；12、第二電機；13、排氣管；14、排料管；15、第三截止閥；16、集料器。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明。

如圖1所示，一種連續化制備納米碳材料的裝置，包括：管式反應器1、螺旋輸送器2、用于驅動螺旋輸送器2旋轉的第一電機11、為管式反應器1加熱的加熱爐3、儲料倉4、螺旋給料器5、用于驅動螺旋給料器5旋轉的第二電機12和集料器16；其中，

管式反應器1的始端100設有進氣管和進料管6，其末端200設有排氣管13和排料管14；進氣管、排氣管13與排料管14上均設有截止閥；螺旋輸送器2設于管式反應器1的中心軸位置；第一電機11與螺旋輸送器2電連接；加熱爐3設于管式反應器1的反應區位置；儲料倉4與進料管6相連接；螺旋給料器5設于儲料倉4內，進料管6與螺旋給料器5之間密封連接；第二電機12與螺旋給料器5電連接；集料器16與排料管14相連。

實施例中，管式反應器1的兩端均需做氣密處理；進料管6與螺旋給料器5之間的密封采用現有技術，即密封螺旋進料的現有技術，如間歇式進料，進料管6設有密封閥；優選地，加熱爐3為開啟式，其通過電加熱或可燃尾氣加熱。

由于納米碳材料的制備過程中，前后兩個階段需要向反應體系中通入兩種不同的氣體，優選地，實施例中進氣管包括第一進氣管7和第二進氣管8，分別對應設置有第一截止閥9、第二截止閥10，兩者與管式反應器1分別連通。排料管14上設有第三截止閥15。