用于干燥和回收碳纳米管产品的装置以及使用该装置制造碳纳米管的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于干燥和回收诸如碳纳米管颗粒或聚集体的产品的装置，其中不仅干燥柱内部和外部的热源，而且高温气体被引入/分散到该柱中，使得可以加速溶剂蒸发，并且该蒸发的溶剂可被快速除去。此外，通过调节气体流速来控制该柱内产品的流动使得可以在使产品损坏最小化的同时进行干燥和回收过程。因此，可将本发明专利技术有效地应用到碳纳米管颗粒产品的批量生产中。

Device for drying and recycling carbon nanotubes products and method for manufacturing carbon nanotubes using the device

The invention relates to a device for drying and recovering products such as carbon nanotube particles or aggregates, which not only dry the internal and external heat sources of the column, but also the high temperature gas is introduced / dispersed into the column so that the solvent evaporation can be accelerated, and the solvent for the evaporation can be quickly removed. In addition, the flow of the product in the column is controlled by adjusting the gas flow rate so that the drying and recovery processes can be carried out while minimizing the damage to the product. Therefore, the invention can be effectively applied to mass production of carbon nanotube granule products.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于干燥和回收碳纳米管产品的装置以及使用该装置制造碳纳米管的方法
本申请要求享有于2016年7月14日提交的韩国专利申请第10-2016-0089098号的优先权的权益，该申请通过引用整体并入本文。本专利技术涉及一种用于干燥和收集碳纳米管产品的装置以及使用该装置制造碳纳米管产品的方法，该装置能够在干燥和收集诸如碳纳米管的颗粒(pellet)或聚集体(aggregate)的碳纳米管产品中防止产品损坏并提高干燥效率。
技术介绍
近来，纳米尺寸材料由于其独特的光学和电学性质以及它们在电子或光电子工程中的潜在用途而成为主要的研究来源。纳米结构材料或纳米结构领域既包括多维纳米结构(例如纳米管和自组装)也包括其应用的技术开发。所述纳米结构可根据材料分为无机纳米结构、有机纳米结构、聚合物无机纳米结构、多孔高表面积纳米结构和生物相关的纳米结构。所述无机纳米结构是主要与半导体有关而获得关注的结构，其中包括量子结构、单电子器件、新一代存储器件和自记录介质研究。所述有机纳米结构领域包括富勒烯、碳纳米管、碳纳米纤维、金刚石薄膜、有机EL等。所述聚合物无机纳米结构具有两个主要领域：纳米结构的聚合物和纳米粒的陶瓷微粒。所述多孔高表面积纳米结构包括活性碳纤维、沸石和光催化微粒。所述生物相关的纳米结构包括药物递送系统、仿生装置、高灵敏度纳米传感器材料等。具体而言，由于碳纳米管独特的物理和电学性质，多年来人们对其进行了多项研究。碳纳米管根据管本身的手性展现出亚导体、导体或半导体性质，碳原子通过强共价键连接，这使得拉伸强度比钢大约100倍，碳纳米管具有优异的柔韧性和弹性以及化学稳定性。工业上，碳纳米管由于其尺寸和特定的物理性质而在制造复合材料中非常重要，并且在电子材料、能源材料和其他领域中具有高的利用率。例如，碳纳米管可以应用于电化学存储装置(诸如二次电池、燃料电池或超级电容器)的电极、电磁波屏蔽材料、场发射显示器或气体传感器。由于纳米结构材料在实际工艺中以数十微米的粉末形式提供，因此在工艺过程中可能由于粉尘而会对人体造成危害，并可能导致电器产品发生故障。特别是在基于碳的有机纳米结构的情况下，由于其与希望混合的聚合物在表观密度方面有很大的差异，所以难以分散。为了解决这些问题，可以将纳米结构材料压缩，并且由于密度增加以及易于处理和运输，通常提供造粒(pelletization)的方法作为压缩碳纳米管的方法。碳纳米管产品，例如颗粒型碳纳米管产品便于用于各种处理装置。为了将碳纳米管粒化或将其造粒，使用了两种不同的常规方法，即湿式造粒碳纳米管然后使其干燥的方法以及干式造粒的方法。通常，所述干式造粒采用包含水平放置的旋转管的造粒鼓，并且所述管的内部被称为造粒室。碳纳米管粉末的粒化通过预压缩工业用粉末并使其从在用于粒化的造粒鼓中的旋转管壁上滚下来进行。粉末由于范德华力和静电力结块，使得干式造粒成为可能，而对于所述干式造粒，通常施加几吨的压力。因此，存在颗粒在制造过程中可能重新开裂的问题。所述湿式造粒工艺主要通过碳纳米管之间的液体桥和毛细作用力来进行。过去，当通过所述湿式造粒混合碳纳米管时，由于水分和粘合剂分布差，因此加入过量的溶剂，如水或乙醇，并且通常通过使用旋转滚筒干燥器或搅拌盘或运送装置使所添加的溶剂热风干燥或加热干燥。但是，在使用旋转滚筒或搅拌盘的方法的情况下，担心产品可能被转子损坏，而在使用运送装置的方法的情况下，空间效率劣化。在普通热风干燥的情况下，干燥效率大大劣化。
技术实现思路
技术问题因此，为了解决存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种装置，该装置在干燥或收集碳纳米管颗粒或聚集体时减少产品的损坏或破损，并且还具有优异的干燥效率。技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种用于干燥和收集碳纳米管产品的装置，包括：干燥部，其接收待干燥的碳纳米管产品并干燥所述产品；产品收集部，其安装在所述干燥部的底部；气体入口部，其安装在所述干燥部的顶部或在所述干燥部与所述产品收集部之间，用于使气体流入所述干燥部；以及阀，其安装在所述干燥部与所述产品收集部之间并具有允许流体流通的多个开口部。根据一个实施方式，所述气体入口部可以安装在所述干燥部与所述产品收集部之间，并且所述阀可以包括：第一阀，其安装在所述干燥部与所述气体入口部之间，以及第二阀，其安装在所述气体入口部与所述产品收集部之间。所述第一阀的开口部可以允许来自所述气体入口部的气体流入所述干燥部，同时防止所述产品在所述干燥部中的产品干燥过程期间流出到所述收集部。所述碳纳米管产品可以是碳纳米管颗粒或碳纳米管聚集体。此外，所述干燥部可以是垂直柱型。所述第一阀或所述第二阀可以各自独立地为蝶形阀或阻尼阀。所述第一阀可以在所述蝶形阀或所述阻尼阀的翼部表面上具有多个开口部。此外，可以在一部分或全部的所述开口部上放置所述碳纳米管产品不能流通而只有流体可以流通的网状片。此外，可以在一部分或全部的所述开口部上覆盖泡罩。此外，所述装置可以进一步包括预热器，其用于预热待流入所述气体入口部的气体。此外，所述装置可以进一步包括流速控制器，其用于控制待流入所述气体入口部的气体的流速。此外，可以在所述干燥部的顶部安装气体出口以控制所述干燥部中的压力。此外，可以在所述产品收集部的底部安装第三阀以排出产品。此外，可以在所述产品收集部处安装第二气体入口部以引入帮助产品排出的气体。此外，本专利技术提供了一种通过使用上述装置制造碳纳米管产品的方法。具体而言，所述方法可以包括以下步骤：在干燥部中接收待干燥的碳纳米管产品；干燥所述碳纳米管产品，同时通过安装在所述干燥部的顶部或所述干燥部与在所述干燥部底部的产品收集部之间的气体入口部使气体流入所述干燥部；通过安装在所述干燥部顶部的气体出口排出气体来控制所述干燥部中的压力；以及通过安装在所述干燥部底部的所述产品收集部收集所干燥的碳纳米管产品，其中具有允许流体流通的多个开口部的阀可以安装在所述干燥部与所述产品收集部之间，从而在所述干燥部中的产品干燥过程中防止所述产品排出的同时允许气体流动。此外，所述气体入口部可以安装在所述干燥部与所述产品收集部之间，并且所述具有多个开口部的阀可以包括：安装在所述干燥部与所述气体入口部之间的第一阀和安装在所述气体入口部与所述产品收集部之间的第二阀，其中当进行干燥过程时，气体在第一阀关闭的情况下流入以进行所述干燥过程，并且当收集干燥的产品时，打开第一阀以将所述产品引入所述气体入口部，然后关闭所述第一阀并打开所述第二阀以将所述产品引入所述收集部。此外，可以在所述产品收集部处安装第二气体入口部以引入帮助产品排出的气体。根据一个实施方式，用于制造碳纳米管产品的方法可以进一步包括以下步骤：在热解炉中用过渡金属或其化合物作为催化剂热解有机化合物以获得待引入所述干燥部中的碳纳米管产品；将在热解过程中产生的反应性废气与所述碳纳米管产品分离；以及焚烧与所述碳纳米管产品中分离的所述反应性废气。根据一个实施方式，可以焚烧从所述气体出口排出的废气。此外，也可以在焚烧所述废气时焚烧在用于制造碳纳米管产品的热解过程中产生的反应性废气。在下面的详细说明中描述本专利技术实施方式的其他细节。有益效果根据本专利技术的用于干燥和收集碳纳米管颗粒或聚集体的装置可以通过将高温气体引入并分散到干燥柱中以及通过该柱内部和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于干燥和收集碳纳米管产品的装置，包括：干燥部，其接收待干燥的碳纳米管产品并干燥所述产品；产品收集部，其安装在所述干燥部的底部；气体入口部，其安装在所述干燥部的顶部或在所述干燥部与所述产品收集部之间，用于使气体流入所述干燥部；以及阀，其安装在所述干燥部与所述产品收集部之间并具有允许流体流通的多个开口部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.14 KR 10-2016-00890981.一种用于干燥和收集碳纳米管产品的装置，包括：干燥部，其接收待干燥的碳纳米管产品并干燥所述产品；产品收集部，其安装在所述干燥部的底部；气体入口部，其安装在所述干燥部的顶部或在所述干燥部与所述产品收集部之间，用于使气体流入所述干燥部；以及阀，其安装在所述干燥部与所述产品收集部之间并具有允许流体流通的多个开口部。2.根据权利要求1所述的用于干燥和收集碳纳米管产品的装置，其中，所述气体入口部安装在所述干燥部与所述产品收集部之间，并且所述阀包括：第一阀，其安装在所述干燥部与所述气体入口部之间，以及第二阀，其安装在所述气体入口部与所述产品收集部之间。3.根据权利要求2所述的用于干燥和收集碳纳米管产品的装置，其中，所述第一阀的所述开口部允许来自所述气体入口部的气体流入所述干燥部，同时防止所述产品在所述干燥部中的产品干燥过程期间流出到所述收集部。4.根据权利要求1所述的用于干燥和收集碳纳米管产品的装置，其中，所述碳纳米管产品是碳纳米管颗粒或碳纳米管聚集体。5.根据权利要求1所述的用于干燥和收集碳纳米管产品的装置，其中，所述干燥部是垂直柱型。6.根据权利要求2所述的用于干燥和收集碳纳米管产品的装置，其中，所述第一阀或所述第二阀各自独立地为蝶形阀或阻尼阀。7.根据权利要求6所述的用于干燥和收集碳纳米管产品的装置，其中，所述第一阀在所述蝶形阀或所述阻尼阀的翼部表面上具有多个开口部。8.根据权利要求7所述的用于干燥和收集碳纳米管产品的装置，其中，在一部分或全部的所述开口部上放置所述碳纳米管产品不能流通而只有流体可以流通的网状片。9.根据权利要求7所述的用于干燥和收集碳纳米管产品的装置，其中，在一部分或全部的所述开口部上覆盖泡罩。10.根据权利要求1所述的用于干燥和收集碳纳米管产品的装置，其进一步包括用于预热待流入所述气体入口部的气体的预热器。11.根据权利要求1所述的用于干燥和收集碳纳米管产品的装置，其进一步包括用于控制待流入所述气体入口部的气体的流速的流速控制器。12.根据权利要求1所述的用于干燥和收集碳纳米管产品的装置，其中，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：金沃信，尹光宇，李丞镛，曹东铉，金石元，禹知希，
申请(专利权)人：LG化学株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR