[發明專利]一種固體聚烯烴二階燒制碳納米管的系統

有效

• 申請號: 202210361825.0
• 申請日: 2022-04-07
• 公開（公告）號: CN114572967B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: 林志丹;張鵬;曹琳;陳彥羽
• 申請（專利權）人: 暨南大學
• 主分類號: C01B32/162
• 分類號: C01B32/162;B01J23/02
• 代理公司: 深圳市世紀宏博知識產權代理事務所(普通合伙) 44806
• 代理人: 董博

本發明涉及碳納米管生產設備技術領域，具體公開了一種固體聚烯烴二階燒制碳納米管的系統。所述的固體聚烯烴二階燒制碳納米管的系統，其包括第一階燒制裝置、氣體輸送裝置以及第二階燒制裝置；所述的第一階燒制裝置用于將固體聚烯烴熱解成熱解氣體；所述的氣體輸送裝置用于將第一階燒制裝置中熱解得到的熱解氣體輸入到第二階燒制裝置；所述的第二階燒制裝置用于將熱解氣體進行加熱催化反應進而得到碳納米管。采用該系統使得生產易操作，適合工業應用，同時還具有較高的碳轉化率。

技術領域

本發明涉及碳納米管生產設備技術領域，具體涉及一種固體聚烯烴二階燒制碳納米管的系統。

背景技術

碳納米管，又名巴基管，是一種具有特殊結構的一維量子材料。由于其具有優異的力學、電學和化學性能，因此在材料領域得到了廣泛的應用。目前，碳納米管的生產方法包括電弧放電法、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。

中國發明專利CN200410011337.9公開了一種燃燒聚烯烴合成碳納米管的方法；其采用聚烯烴、增容劑與有機改性蒙脫土、鎳負載催化劑按一定組成比在密煉機或雙螺桿擠出機中熔融混合，在坩堝中通過煤氣火焰加熱，使其在660～850℃下燃燒的方法來制備碳納米管。由于其缺乏專用的生產設備，導致了以聚烯烴為原料在制備碳納米管的過程中碳轉化率不高。因此，急需開發一種以聚烯烴為原料在制備碳納米管的專用設備。

發明內容

為了克服現有技術中存在的上述技術問題，本發明提供了一種固體聚烯烴二階燒制碳納米管的系統。

一種固體聚烯烴二階燒制碳納米管的系統，其包括第一階燒制裝置、氣體輸送裝置以及第二階燒制裝置；

所述的第一階燒制裝置用于將固體聚烯烴熱解成熱解氣體；

所述的氣體輸送裝置用于將第一階燒制裝置中熱解得到的熱解氣體輸入到第二階燒制裝置；

所述的第二階燒制裝置用于將熱解氣體進行加熱催化反應進而得到碳納米管。

優選地，所述的固體聚烯烴二階燒制碳納米管的系統，還包括加料粉碎裝置；

所述的加料粉碎裝置與第一階燒制裝置相連，用于將固體聚烯烴進行粉碎，并將粉碎料加入到第一階燒制裝置中。

優選地，所述的氣體輸送裝置上還設置有保護氣氛通氣管、氣體流量計以及至少兩個氣閥。

優選地，所述的保護氣氛通氣管用于向第一階燒制裝置和第二階燒制裝置中通入或排放保護氣氛。

優選地，所述的氣閥包括第一氣閥和第二氣閥。

優選地，所述的第一氣閥位于第一階燒制裝置和保護氣氛通氣管之間；所述的第二氣閥位于保護氣氛通氣管和第二階燒制裝置之間；

當關閉第二氣閥，打開第一氣閥時，可以通過保護氣氛通氣管向第一階燒制裝置中通入保護氣氛；

當關閉第一氣閥，打開第二氣閥時，可以通過保護氣氛通氣管向第二階燒制裝置中通入保護氣氛。

優選地，所述的第二階燒制裝置中還包含催化劑床層；所述的催化劑床層上固定有催化劑。

優選地，所述的催化劑由沸石、金屬過氧化物以及金屬氧化物組成；

其中，沸石、金屬過氧化物以及金屬氧化物的重量比為5～10:1:1。

優選地，所述的金屬過氧化物選自過氧化鎂。

優選地，所述的金屬氧化物選自三氧化二鋁。

優選地，所述的催化劑通過如下方法制備得到：

(1)將沸石加入到水中，然后加入分散劑在超聲條件下攪拌0.5～1h；