[發明專利]基于浮動催化CVD法連續制備碳納米管纖維的系統及方法

有效

• 申請號: 201911356576.0
• 申請日: 2019-12-25
• 公開（公告）號: CN111020747B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 吳昆杰;勇振中;張永毅;周世武;李清文
• 申請（專利權）人: 江西省納米技術研究院
• 主分類號: D01F9/133
• 分類號: D01F9/133;C01B32/164
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王茹;王鋒

1.一種基于浮動催化CVD法連續制備碳納米管纖維的系統，其特征在于包括氣化進樣裝置、合成反應裝置、水封裝置以及纖維卷繞收集裝置，其中，所述氣化進樣裝置包括氣化腔室和第一加熱裝置，所述第一加熱裝置用于加熱所述氣化腔室，所述氣化腔室具有碳源注入口和第一載氣輸入口， 經由碳源注入口注入的液態碳源/催化劑能夠在所述氣化腔室中被加熱氣化成氣態，氣化后的碳源/催化劑與經由第一載氣輸入口輸入的第一載氣于所述氣化腔室中混合形成用于合成碳納米管纖維前驅體的混合反應氣體；所述水封裝置設置在所述合成反應裝置與纖維卷繞收集裝置之間并與所述合成反應裝置密封配合，所述水封裝置至少用于對合成的碳納米管纖維前驅體進行致密化處理；

以及，所述碳源注入口還與超聲霧化器連接，所述超聲霧化器用于將液態碳源/催化劑霧化后輸入氣化腔室中，所述氣化腔室經一輸送管路與所述合成反應裝置連接，所述輸送管路還與第二加熱裝置連接，所述第二加熱裝置至少用于對所述輸送管路進行加熱，并使所述輸送管路內的混合反應氣體始終保持氣體狀態。

2.根據權利要求1所述基于浮動催化CVD法連續制備碳納米管纖維的系統，其特征在于：所述第一載氣輸入口還與流量控制器連接。

3.根據權利要求1所述基于浮動催化CVD法連續制備碳納米管纖維的系統，其特征在于：所述合成反應裝置包括高溫管式爐。

4.根據權利要求3所述基于浮動催化CVD法連續制備碳納米管纖維的系統，其特征在于：所述高溫管式爐上還設置有第二載氣輸入口。

5.根據權利要求1所述基于浮動催化CVD法連續制備碳納米管纖維的系統，其特征在于：所述水封裝置包括水封箱以及與所述水封箱配合的尾氣收集機構。

6.一種基于浮動催化CVD法連續制備碳納米管纖維的方法，其特征在于包括： 1）提供如權利要求1-5中任一項所述的基于浮動催化CVD法連續制備碳納米管纖維的系統；

2）先將包含碳源和催化劑的液態碳源/催化劑注入超聲霧化器中，超聲霧化器將液態碳源/催化劑霧化后輸入到氣化腔室中，通過第一加熱裝置對氣化腔室進行加熱以使霧化的液態碳源/催化劑氣化成氣態；同時通過第一載氣輸入口向氣化腔室中輸入第一載氣，氣態碳源/催化劑與第一載氣于氣化腔室中混合均勻形成混合反應氣體；

3）混合反應氣體經由輸送管路被輸送至合成反應裝置中與第二載氣混合并反應形成碳納米管纖維前驅體；

4）碳納米管纖維前驅體通過纖維卷繞收集裝置進行纖維化處理形成碳納米管纖維。