反应器及生长碳纳米管的方法技术

本发明专利技术提供一种反应器，其包括：一反应室，所述反应室包括一进气口及一与所述进气口间隔设置的出气口，其中，反应器进一步包括一碳纳米管层设置于反应室内部，并围绕一转轴旋转。本发明专利技术进一步提供一种利用所述反应室生长碳纳米管的方法。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种反应器，其包括：一反应室，所述反应室包括一进气口及一与所述进气口间隔设置的出气口，其中，反应器进一步包括一碳纳米管层设置于反应室内部，并围绕一转轴旋转。本专利技术进一步提供一种利用所述反应室生长碳纳米管的方法。【专利说明】
本专利技术涉及一种反应器，以及所述采用所述反应器生长碳纳米管的方法。
技术介绍
碳纳米管是九十年代初才发现的一种新型一维纳米材料。碳纳米管的特殊结构决定了其具有特殊的性质，如高抗张强度和高热稳定性；随着碳纳米管螺旋方式的变化，碳纳米管可呈现出金属性或半导体性等。由于碳纳米管具有理想的一维结构以及在力学、电学、热学等领域优良的性质，其在材料科学、化学、物理学等交叉学科领域已展现出广阔的应用前景，在科学研究以及产业应用上也受到越来越多的关注。目前以碳纳米管结构作为生长基底，应用于反应器中生长新的结构逐渐成为新的研究热点，逐渐引起了广泛关注。然而，由于碳纳米管结构中碳纳米管自身条件限制，如尺寸较小等，如何设置所述碳纳米管结构并其作为生长基底并在表面生长出新的结构一直是难以克服的难题。
技术实现思路
有鉴于此，确有必要提供一种碳纳米管作为生长基底的的反应器。一种反应器，其包括:一反应室，所述反应室包括一进气口及一出气口，反应气体从所述进气口通入流向所述出气口，其中，进一步包括一碳纳米管催化剂复合层可旋转地设置于反应室内部，该碳纳米管催化剂复合层具有多个微孔，通过所述碳纳米管催化剂复合层的旋转使所述反应气体在反应室内流动过程中穿过所述碳纳米管催化剂复合层的多个微孔。—种采用所述反应器生长碳纳米管的方法，主要包括以下步骤:提供一所述反应器；向所述反应室内通入碳源气体与载气的混合气体；旋转所述碳纳米管催化剂复合层并加热所述碳纳米管催化剂复合层以生长碳纳米管。相对于现有技术，本案中所述反应器中采用碳纳米管层作为生长基底，由于所述碳纳米管层中的碳纳米管均匀分布且具有较大的比表面积，且所述碳纳米管层具有多个空隙，因此催化剂颗粒可以牢固的固定沉积于所述碳纳米管层表面或嵌入所述碳纳米管层中，并使反应气体贯穿所述碳纳米管层，从而能够有效的防止其团聚，并提高的反应效率。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术第一实施例的提供的反应器结构示意图。图2为图1所示反应器中碳纳米管催化剂复合层的结构示意图。图3为本专利技术第一实施例中所 述反应器中碳纳米管拉膜的扫描电镜照片。图4为图3所示的碳纳米管拉膜中碳纳米管片段的结构示意图。图5为本专利技术所述的反应器中包括多层碳纳米管膜的结构示意图。图6为本专利技术所述反应器中非扭转的碳纳米管线的结构示意图。图7为本专利技术所述反应器中扭转的碳纳米管线的结构示意图。图8为应用图1所述反应器生长碳纳米管的结构示意图。图9为本专利技术第二实施例提供的反应器的结构示意图。图10为本专利技术第二实施例提供的反应器生长碳纳米管的结构示意图。主要元件符号说明【权利要求】1.一种反应器，其包括: 一反应室，所述反应室包括一进气口及一出气口，反应气体从所述进气口通入流向所述出气口，其特征在于，进一步包括一碳纳米管催化剂复合层可旋转地设置于反应室内部，该碳纳米管催化剂复合层具有多个微孔，通过所述碳纳米管催化剂复合层的旋转使所述反应气体在反应室内流动过程中穿过所述碳纳米管催化剂复合层的多个微孔。2.如权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述碳纳米管催化剂复合层为一自支撑结构，包括一碳纳米管层及均匀分散于碳纳米管层表面的催化剂颗粒。3.如权利要求2所述的反应器，其特征在于，所述碳纳米管催化剂层包括多个催化剂颗粒固定于所述碳纳米管层中碳纳米管的表面。4.如权利要求2所述的反应器，其特征在于，所述碳纳米管催化剂层包括多个催化剂颗粒嵌入微孔中。5.如权利要求2所述的反应器，其特征在于，所述催化剂颗粒的尺寸为5纳米~10纳米。6.如权利要求2所述的反应器，其特征在于，所述多个微孔沿所述碳纳米管催化剂复合层的厚度方向贯穿所述碳纳米管催化剂复合层。7.如权利要求6所述的反应器，其特征在于，所述微孔的尺寸为5纳米至10微米。8.如权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述碳纳米管催化剂复合层包括至少一碳纳米管膜，所述碳纳米管膜中包括多个沿同一方向延伸的碳纳米管。9.如权利要求8所述的反应器，其特征在于，所述碳纳米管催化剂复合层包括至少两层重叠设置的碳纳米管膜，相邻两层碳纳米管膜中，碳纳米管的延伸方向形成一夹角，所述夹角大于零度小于等于90度。10.如权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述碳纳米管催化剂复合层旋转的转轴垂直于气流方向。11.如权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述反应器进一步包括一驱动杆，所述碳纳米管催化剂复合层固定于所述驱动杆，驱动杆的自转带动所述碳纳米管催化剂复合层旋转。12.如权利要求1所述的反应器，其特征在于，进一步包括一固定框，所述碳纳米管催化剂复合层固定于所述固定框，并通过所述固定框悬空设置。13.如权利要求1所述的反应器，其特征在于，进一步包括多个碳纳米管催化剂复合层沿反应气体的流动方向相互间隔设置于所述反应室中，每一碳纳米管催化剂复合层围绕一转轴旋转。14.如权利要求13所述的反应器，其特征在于，所述多个碳纳米管催化剂复合层旋转的转轴相互平行。15.如权利要求1所述的反应器，其特征在于，进一步包括一第一电极及第二电极间隔设置且与所述碳纳米管催化剂复合层电连接。16.一种采用所述反应器生长碳纳米管的方法，主要包括以下步骤: 提供一如权利要求1至15中任意一项所述的反应器； 向所述反应室内通入碳源气体与载气的混合气体； 旋转所述碳纳米管催化剂复合层并加热所述碳纳米管催化剂复合层以生长碳纳米管。17.如权利要求16所述的采用所述反应器生长碳纳米管的方法，其特征在于，通过向所述碳纳米管催化剂复合层通入电流的方式加热所述碳纳米管催化剂复合层。18.如权利要求16所述的采用所述反应器生长碳纳米管的方法，其特征在于，所述反应室包括多个碳纳米管催化剂复合层间隔设置，每一碳纳米管催化剂复合层围绕一驱动杆旋转，所述多个碳纳米管催化剂复合层并联设置于一第一电极及一第二电极之间，通过向所述第一电极及第二电极施加一电压加热所述多个碳纳米管催化剂复合层。19.如权利要求16所述的采用反应器生长碳纳米管的方法，其特征在于，所述催化剂层通过电子束蒸发法、热沉积或溅射法的方法形成。【文档编号】C01B31/02GK103896243SQ201210587684【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年12月29日 优先权日:2012年12月29日【专利技术者】吴扬, 柳鹏, 魏洋, 王佳平, 姜开利, 范守善 申请人:清华大学, 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反应器，其包括：一反应室，所述反应室包括一进气口及一出气口，反应气体从所述进气口通入流向所述出气口，其特征在于，进一步包括一碳纳米管催化剂复合层可旋转地设置于反应室内部，该碳纳米管催化剂复合层具有多个微孔，通过所述碳纳米管催化剂复合层的旋转使所述反应气体在反应室内流动过程中穿过所述碳纳米管催化剂复合层的多个微孔。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴扬，柳鹏，魏洋，王佳平，姜开利，范守善，
申请(专利权)人：清华大学，鸿富锦精密工业深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11