碳纳米管连续生成装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种碳纳米管连续生成装置，包括反应腔，反应腔上端设有进料管，反应腔下端连接出料管，反应腔内水平设有基板，基板下表面设有催化剂薄膜，基板上设有若干个第一孔洞，催化剂薄膜上设有若干个第二孔洞，第一孔洞与第二孔洞贯通，反应腔内设有等离子发射器、温度传感器，反应腔外侧连接储油腔，储油腔外侧连接加热装置，出料管外侧连接加气腔，加气腔一侧设有加气口，所述出料管内壁设有若干个喷气嘴，加气腔外侧设有控制器，温度传感器、加热装置分别与控制器连接，本发明专利技术解决了碳纳米管生长效率低、不能垂直连续生长、碳纳米管出料时碳纳米管会附着出料管内壁以及反应腔内很难保证温度的恒定及容易受热不均的问题。

Continuous generation device for carbon nanotubes

The invention relates to a carbon nanotube continuous generating device comprises a reaction cavity, the upper end of the reaction chamber is provided with a feed pipe, a reaction chamber is connected with the lower end of the discharge pipe, the reaction cavity is provided with a horizontal substrate catalyst film surface of the substrate, the substrate is provided with a plurality of first holes, the catalyst film is provided with a plurality of second holes, the first hole with second holes through the reaction chamber is provided with a plasma transmitter, temperature sensor, lateral reaction chamber is connected with the oil storing cavity, an oil chamber connected to the outer side of the heating device, a discharging pipe connected to the outer side filling cavity, filling cavity is provided on one side of a gas outlet, the discharge tube wall is provided with a plurality of jet nozzle, gas cavity is arranged outside the controller, temperature sensor and the heating device are respectively connected with the controller, the invention solves the problem of carbon nanotube growth low efficiency and can not be vertical continuous growth, carbon nano When the material is discharged, the carbon nanotubes will attach to the inner wall of the tube and it is difficult to ensure that the temperature is constant and the heat is not homogeneous in the reaction chamber.

【技术实现步骤摘要】
碳纳米管连续生成装置
本专利技术涉及一种碳纳米管连续生成装置，属于碳纳米管

技术介绍
纳米管比人的头发丝还要细1万倍，而它的硬度要比钢材坚硬100倍。它可以耐受6500°F（3593℃）的高温，并且具有卓越的导热性能。纳米管既可以用作金属导电体，比金的导电性高得多，也可以用作制造电脑芯片所必须的半导体。纳米管在极低的温度下还具有超导性。纳米管的类别有：硅纳米管、单壁碳纳米管、双壁碳纳米管、多壁碳纳米管、功能化多壁碳纳米管、短多壁碳纳米管、工业化多壁碳纳米管、石墨化多壁碳纳米管、大内径薄壁碳纳米管、镀镍碳纳米管。陨石碳质晶体纳米管。在纳米管应用于电脑运算的发展进程中，一个重要的里程碑就是把纳米管制造成电脑中所用的开关或晶体管。1998年，IBM公司所属威特森研究中心的一个研究小组即以此为目标进行了研究。研究人员证明单个的纳米管可以具有晶体管的作用，而且提高了其晶体的导电性能。然而，应用于电脑运算也只是纳米管展露其优越性的一个方面。人们可以把这些微型管粘合在一起，制成纤维或绳索，用作超导线缆，或者塑料及其他高级材料的超强加固剂。如果纳米管具备极强的挠性、强度和恢复力，它们将可合成高性能的体育和航空材料。由于其强大的张力，它们具有弯而不折且能恢复原来形状的特殊性能。此外，纳米管还可应用于最需要导热性能的地方。例如，电动机如果采用纳米管做散热片，其中的塑料部件就不会被高温所熔化。这种微型材料还可置入需要耐受极度高温的材料之中，如飞机和火箭外部的嵌板等。美国国家航宇和宇航局期望将纳米管置入从防热层到宇航服等各种设施之中。能源公司对纳米管也刮目相看。纳米管可以用来制造更小、更轻、效能更高的燃料电池，它还能够用于贮存用作能源的氢气。研究人员在平玻璃片或其他材料上把无数个纳米管排列起来，让它们看起来像一片收割的整齐麦田。日本的NEC和韩国的三星公司准备将这种由纳米管组成的“田野”做成电视机的显示屏，以取代电视机所采用的老式阴极射线管。目前，碳纳米管制备工艺主要有电弧放电法、镭射烧蚀法以及化学气相沉积法。其中，化学气相沉积法以其工艺简便、成本低、纳米管可控、长度大、收集率高等特点得到广泛研究与应用。化学气相沉积法主要是运用纳米尺度的过度金属或其氧化物作为催化剂，在相对低的温度下热解含碳的气源来制备碳纳米管的。传统的碳纳米管制备装置中，衬底是不透气的，当反应气体通入时，与催化剂薄膜接触，可以在其表面生长碳纳米管，随着碳纳米管逐渐增厚，催化剂薄膜逐渐被完全淹没，被淹没的催化剂薄膜不能再与反应气体接触，起不到催化剂的作用，导致碳纳米管无法继续生长。一般当碳纳米管生长至约1-2mm后就会停止生长，这种情况下，使得碳纳米管不能连续生长和垂直向下生长，生长效率较低，一般的制备装置在制备碳纳米管和出料时，碳纳米管会附着在反应腔和出料管内壁，而且反应腔内很难保证温度的恒定及容易受热不均。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种碳纳米管连续生成装置，该碳纳米管连续生成装置解决了碳纳米管生长效率低、不能垂直连续生长、碳纳米管出料时碳纳米管会附着出料管内壁以及反应腔内很难保证温度的恒定及容易受热不均的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术的碳纳米管连续生成装置包括反应腔，反应腔上端设有进料管，反应腔下端连接出料管，反应腔内水平设有基板，基板下表面设有催化剂薄膜，基板上设有若干个第一孔洞，催化剂薄膜上设有若干个第二孔洞，第一孔洞与第二孔洞贯通，反应腔内设有等离子发射器、温度传感器，反应腔外侧连接储油腔，储油腔外侧连接加热装置，出料管外侧连接加气腔，加气腔一侧设有加气口，所述出料管内壁设有若干个喷气嘴，出料管内壁上的喷气嘴的入气口与加气腔连接，加气腔外侧设有控制器，温度传感器、加热装置分别与控制器连接。所述储油腔内填充二甲基硅油。所述反应腔底部呈凹形。所述喷气嘴的出气口倾斜向下。采用这种碳纳米管连续生成装置，具有以下优点：1、由于基板下表面设有催化剂薄膜，基板上设有若干个第一孔洞，催化剂薄膜上设有若干个第二孔洞，第一孔洞与第二孔洞贯通，这样碳源气体可以通过第一孔洞流入催化剂薄膜第二通孔中，保证了碳纳米管可以不断连续生长，碳纳米管的生长方向变为垂直向下生长，在重力的作用下，碳纳米管会累加后从催化剂薄膜上脱落，从而起到了连续快速生长的效果，提高了碳纳米管的生长效率；2、由于反应腔内设有等离子发射器，这样可以进一步碳源气体的分解，使反应更加充分，进一步提高了碳纳米管的生长效率；3、由于出料管内壁设有若干个喷气嘴，出料管内壁上的喷气嘴的入气口与加气腔连接，这样可以往加气腔加入惰性气体，然后从喷气嘴喷出，避免了碳纳米管附着在出料管内壁上及堵塞出料管；4、由于反应腔外侧连接储油腔，储油腔外侧连接加热装置，这样可以保证反应腔内温度的恒定，提高了反应腔受热均匀性。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1是本专利技术的结构示意图。其中有：1.反应腔；2.进料管；3.等离子发射器；4.基板；4.1.第一孔洞；5.催化剂薄膜；5.1.第二孔洞；6.碳纳米管；7.储油腔；8.出料管；9.加气腔；10.喷气嘴；11.加气口；12.加热装置；13.温度传感器；14.控制器。具体实施方式图1所示碳纳米管连续生成装置包括反应腔，反应腔上端设有进料管，反应腔下端连接出料管，反应腔内水平设有基板，基板下表面设有催化剂薄膜，基板上设有若干个第一孔洞，催化剂薄膜上设有若干个第二孔洞，第一孔洞与第二孔洞贯通，反应腔内设有等离子发射器、温度传感器，反应腔外侧连接储油腔，储油腔外侧连接加热装置，出料管外侧连接加气腔，加气腔一侧设有加气口，所述出料管内壁设有若干个喷气嘴，出料管内壁上的喷气嘴的入气口与加气腔连接，加气腔外侧设有控制器，温度传感器、加热装置分别与控制器连接。所述储油腔内填充二甲基硅油。所述反应腔底部呈凹形。所述喷气嘴的出气口倾斜向下。反应时，通过进料管通入碳源气体，碳源气体可以通过第一孔洞流入催化剂薄膜第二通孔中，接着流到催化剂薄膜下表面，由于催化剂薄膜的下表面暴露能够与碳源气体接触，使得碳纳米管的生长方向沿着催化剂下表面方向，并在重力作用下，提高了碳纳米管的生长效率。并在重力作用下自动脱落。由于反应腔内设有等离子发射器，这样可以进一步碳源气体的分解，使反应更加充分，进一步提高了碳纳米管的生长效率。由于出料管内壁设有若干个喷气嘴，出料管内壁上的喷气嘴的入气口与加气腔连接，这样可以往加气腔加入惰性气体，然后从喷气嘴喷出，避免了碳纳米管附着在出料管内壁上及堵塞出料管。所述惰性气体可以为氮气。由于反应腔外侧连接储油腔，储油腔外侧连接加热装置，这样可以保证反应腔内温度的恒定，提高了反应腔受热均匀性。温度传感器、加热装置分别与控制器连接，三者的协调作用智能化的控制了反应腔的温度，提高了效果。本申请中没有详细说明的技术特征为现有技术。上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，所属
中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳纳米管连续生成装置，其特征在于：包括反应腔，反应腔上端设有进料管，反应腔下端连接出料管，反应腔内水平设有基板，基板下表面设有催化剂薄膜，基板上设有若干个第一孔洞，催化剂薄膜上设有若干个第二孔洞，第一孔洞与第二孔洞贯通，反应腔内设有等离子发射器、温度传感器，反应腔外侧连接储油腔，储油腔外侧连接加热装置，出料管外侧连接加气腔，加气腔一侧设有加气口，所述出料管内壁设有若干个喷气嘴，出料管内壁上的喷气嘴的入气口与加气腔连接，加气腔外侧设有控制器，温度传感器、加热装置分别与控制器连接。

【技术特征摘要】
1.一种碳纳米管连续生成装置，其特征在于：包括反应腔，反应腔上端设有进料管，反应腔下端连接出料管，反应腔内水平设有基板，基板下表面设有催化剂薄膜，基板上设有若干个第一孔洞，催化剂薄膜上设有若干个第二孔洞，第一孔洞与第二孔洞贯通，反应腔内设有等离子发射器、温度传感器，反应腔外侧连接储油腔，储油腔外侧连接加热装置，出料管外侧连接加气腔，加气腔一侧设有加气口，所述出料管内壁...

【专利技术属性】
技术研发人员：许四清，
申请(专利权)人：许四清，
类型：发明
国别省市：江苏,32