[發明專利]一種碳納米管的制備方法在審

申請號：	201810795542.0	申請日：	2018-07-19
公開（公告）號：	CN108640103A	公開（公告）日：	2018-10-12
發明（設計）人：	蘇利群	申請（專利權）人：	南京中贏納米新材料有限公司
主分類號：	C01B32/162	分類號：	C01B32/162
代理公司：	江蘇舜點律師事務所 32319	代理人：	何麗霞
地址：	210047 江蘇省南京市江***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	制備碳納米碳納米管金屬催化劑原料制備二氧化碳裂解制備電弧二氧化碳生產化學氣相沉積玻璃石英管有機氧化物工業廢氣傾斜設置有機氣體制備過程單一點規則化石墨化儲存能源配合優化生產
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【說明書】：

本發明涉及一種碳納米管的制備方法，包括以下步驟：原料制備、有機氧化物CO在金屬催化劑上裂解制備碳納米管和收集、儲存碳納米管，利用常見的二氧化碳為原料制備CO用以制備碳納米管，其原料來源廣，價格低，易于工業化生產，且二氧化碳生產中產生的熱量能夠進一步運用于下步驟生產中，減少了能源的浪費，二氧化碳還可由收集空氣或工業廢氣中獲得，起到保護環境的作用，同時在制備碳納米管時，利用電弧與有機氣體（CO）裂解相配合，優化了化學氣相沉積法，使得其獲得的碳納米管石墨化程度提高，更加規則化，該制備過程中的玻璃石英管傾斜設置，通過調節角度使金屬催化劑緩緩運動，實現非單一點制備碳納米管。

技術領域

本發明屬于化工材料制備技術領域，尤其涉及一種碳納米管的制備方法。

背景技術

碳納米管作為一維納米材料，重量輕，六邊形結構連接完美，具有許多異常的力學、電學和化學性能，近些年隨著碳納米管及納米材料研究的深入其廣闊的應用前景也不斷地展現出來。

常用的碳納米管制備方法主要有:電弧放電法、激光燒蝕法、化學氣相沉積法(碳氫氣體熱解法)、固相熱解法、輝光放電法、氣體燃燒法以及聚合反應合成法等。電弧放電法是生產碳納米管的主要方法，但該方法反應消耗能量太大；化學氣相沉積法，或稱為碳氫氣體熱解法，該方法制得的碳納米管管徑不整齊，形狀不規則，易產生結晶體；除此之外還有固相熱解法等方法。固相熱解法是令常規含碳亞穩固體在高溫下熱解生長碳納米管的新方法，這種方法過程比較穩定，不需要催化劑，并且是原位生長，但受到原料的限制，生產不能規模化和連續化，由上述不難看出單一方法生產出碳納米管或多或少存在一定的缺陷。

發明內容

本發明為解決公知技術存在的技術問題而提供一種碳納米管的制備方法。

本發明為解決公知技術存在的技術問題所采取的技術方案是：一種碳納米管的制備方法，包括以下步驟：

步驟a：原料準備，取干凈的煤炭粉末置于高溫反應爐中，抽取其中空氣至真空狀態，向其中輸入二氧化碳氣體，加熱至高溫，使二者反應，收集反應氣體CO至儲氣罐；

步驟b：取干凈的石英玻璃管，放入金屬催化劑，向其中充入氮氣等惰性氣體；

步驟c：在步驟b中的石英玻璃管上方設置發熱發電金屬端頭，且其伸入石英玻璃管；

步驟d：將步驟a中所得CO氣體混合一定量的氮氣，由導氣管輸入至步驟c中的石英玻璃管道內，且其流過金屬催化劑上表面；

步驟e：接著，步驟c中發熱發電金屬端口向玻璃石英管內輸送熱量至450-600℃，同時其上發射出電弧至金屬催化劑表面；

步驟f：石英玻璃管內的CO氣體在金屬催化劑表面沿電弧方向；裂解形成碳納米管；

步驟g：收集步驟f中碳納米管，進行儲存。

進一步的，所述步驟a中煤炭粉均經過去硫處理，其中二氧化碳由煤炭等有機物在空氣中燃燒獲得，該燃燒過程中產生的熱量用于加熱高溫反應爐。

進一步的，所述步驟b中玻璃石英管切斜30-60設置，其內部金屬催化劑為鐵、鈷、鎳等金屬條狀物。