[發明專利]碳納米管制備系統有效

申請號：	201810253208.2	申請日：	2018-03-26
公開（公告）號：	CN108408716B	公開（公告）日：	2020-02-14
發明（設計）人：	勇振中;李清文;金赫華;李達;李志	申請（專利權）人：	蘇州捷迪納米科技有限公司
主分類號：	C01B32/16	分類號：	C01B32/16
代理公司：	44224 廣州華進聯合專利商標代理有限公司	代理人：	唐清凱
地址：	215000 江蘇省蘇州***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
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【說明書】：

本發明涉及一種碳納米管制備系統，包括預生長管，用于碳納米管生成前原料的前期預備反應。霧化器用于將碳納米管原料霧化后噴入預生長管內。霧化器設置在預生長管的前端，霧化器具有噴霧輸出管，噴霧輸出管延伸至預生長管內。生長管，用于碳納米管的生成，和對生成的碳納米管進行延續生長。生長管的前端密封連接于預生長管的后端。以及氣幕發生器，用于在噴霧輸出管的出口周圍形成包裹霧化氣流的氣幕，氣幕沿平行預生長管延伸方向延伸。氣幕發生器設置在所述預生長管內。本發明的系統在噴霧輸出管的周圍形成氣幕。一方面通過氣幕在預生長管中形成層流，穩定氣流，另一方面避免雜質或碳納米管的粘黏，保證碳納米管的延續性生長。

技術領域

本發明涉及碳納米管制備設備，特別是涉及一種碳納米管制備系統。

背景技術

作為典型的一維納米材料，碳納米管材料具有優異的力學、熱學和電學性能，其應用領域廣泛。國內外的很多高校、研究機構和公司都在研究如何能夠合成宏觀上性能更加優異的碳納米管材料。

目前較為普遍的碳納米管合成方法是基于化學氣相沉積(CVD)法制備宏觀碳納米管材料，如碳納米管薄膜和碳納米管纖維。但是實驗室階段的研究和產業化大規模生產之間是有很大區別的，尤其是CVD工藝，隨著設備尺寸的放大，不穩定因素的影響也在增大，很多實驗室階段沒有顯現的問題，在產業化時都會對碳納米管材料的合成和品質帶來顯著的影響。因此，如何提高工藝的穩定性和生產的連續性，成為碳納米管產業化中的重要問題。

現有技術中，有通過設置電場或磁場的方式，來引導和牽引碳納米管生長方向和連續生長的方法。但是在產業化過程中，增加了設備的復雜性和控制難度，難以成熟的應用。因此，如何簡易可行地提高工藝的穩定性和連續性仍是有待解決的問題。

發明內容

基于此，針對如何實現碳納米管生產的穩定性和連續性的問題，有必要提供一種碳納米管合成系統，讓該系統能夠保證工藝中的氣流的穩定性，保證碳納米管連續穩定合成，來促進碳納米管材料生產的產業化。

本發明提供，一種碳納米管制備系統，其特征在于，包括：

預生長管，用于碳納米管生成前，原料的前期預備反應；

霧化器，用于將碳納米管原料霧化后噴入所述預生長管內；所述霧化器設置在所述預生長管的前端，所述霧化器具有噴霧輸出管，所述噴霧輸出管延伸至所述預生長管內；

生長管，用于碳納米管的生成，和對生成的碳納米管進行延續生長；所述生長管的前端密封連接于所述預生長管的后端；

以及氣幕發生器，用于在所述噴霧輸出管的出口周圍形成包裹霧化氣流的氣幕，所述氣幕沿平行所述預生長管延伸方向延伸；所述氣幕發生器設置在所述預生長管內。

上述碳納米管制備系統，在霧化器的噴霧輸出管的周圍形成氣幕。一方面通過氣幕在預生長管中形成層流，穩定氣流，另一方面避免雜質或碳納米管的粘黏，保證碳納米管的延續性生長。

在其中一個實施例中，所述氣幕發生器包括至少一個氣幕形成板，所述氣幕形成板上開設有多個氣孔。

在其中一個實施例中，所述氣幕形成板呈環形，所述噴霧輸出管位于在所述氣幕形成板的中心鏤空處；所述氣孔在所述氣幕形成板上呈輻射狀分布。

在其中一個實施例中，所述氣幕形成板的邊緣輪廓與所述預生長管的內壁相匹配，至少部分所述氣孔位于所述氣幕形成板的邊緣區域，以形成緊貼所述預生長管內壁的氣幕流。