本实用新型专利技术公开了一种碳纳米管的制备装置，所述装置包括预热室、旋转管和收料室，具体地，将反应原料，包括惰性气体、助催化剂气体、还原性气体、催化剂和碳源，在预热室充分混合，其中，催化剂和碳源通过鼓气法通入至预热室，打开预热室与旋转管之间设有的气流控制器，将反应原料在旋转管内发生裂解反应，所述旋转管倾斜放置，其内部的旋转管管体作业时可旋转，加速碳纳米管向下推进进入收料室，收料室中的收料装置设有导轨，所述导轨可滑动的设置在底座与基板之间，在电机的作用下实现基板的左右滑动，方便卸料。方便卸料。方便卸料。
【技术实现步骤摘要】
碳纳米管制备装置
[0001]本技术属于纳米材料制备装置领域，具体涉及碳纳米管制备装置。
技术介绍
[0002]碳纳米管是一种具有独特结构的一维纳米材料，由石墨碳原子层卷曲而成。碳纳米管独特的结构及与之相关的力学、电子特性及化学性能，必然决定了它在物理、化学、信息技术、环境科学、材料科学、能源技术、生命及医药科学等领域均具有广阔的应用前景。
[0003]获得大批量、管径均匀和高纯度的碳纳米管，是研究其性能及应用的基础。而能制备大批量、低成本的碳纳米管设备或装置是碳纳米管实现工业化应用的保证。因此对碳纳米管装置或设备的研究具有重要的意义。
[0004]目前碳纳米管的宏量制备方法主要是化学气相沉积法，化学气相沉积法是利用碳源气体在一定温度下与金属纳米颗粒相接触，通过金属颗粒的催化作用直接生成。合成碳纳米管的过程中，催化剂活性组分与碳源气体接触越充分，越有利于碳纳米管的合成。
[0005]现有技术中，对碳纳米合成技术大多将碳纳米管的原料混合过程与制备过程大多在同一反应室内完成，由于参与反应的原料还未充分混合，就要排出反应室内的气体，导致大量的碳源气体还未裂解就排出，造成碳源气体转化率低，环境污染大等缺点。而且碳纳米管的收集装置是个密封的方形箱体，其一面连接高温炉体，箱体内设有收集装置，当收集装置中碳纳米管集满，需要人力将其取出，无法实现自动化过程，使得连续收集等问题成为大规模制备碳纳米管薄膜的一大障碍。
[0006]鉴于上述原因，亟需对现有的碳纳米管制备装置进一步改进，提高碳源的反应效率。<br/>
技术实现思路
[0007]为了克服上述问题，本专利技术人碳纳米管制备装置进行了锐意研究，研究出一种可大规模制备碳纳米管的装置，所述装置包括预热室、旋转管和收料室，具体地，将反应原料，包括惰性气体、助催化剂气体、还原性气体、催化剂和碳源，在预热室充分混合，其中，催化剂和碳源通过鼓气法通入至预热室，打开预热室与旋转管之间设有的气流控制器，将反应原料在旋转管内发生裂解反应，所述旋转管倾斜放置，其内部的旋转管管体作业时可旋转，加速碳纳米管向下推进进入收料室，收料室中的收料装置设有导轨，所述导轨可滑动的设置在底座与基板之间，在电机的作用下实现基板的左右滑动，方便卸料，从而完成了本技术。
[0008]具体来说，本技术的目的在于提供一种碳纳米管制备装置，所述装置包括预热室，旋转管和收料室，所述预热室和旋转管之间设有气流控制器，用来控制原料载入速度，旋转管底部设有收料室；
[0009]所述旋转管倾斜放置，与地面水平方向的夹角为1～45
°
；
[0010]所述收料室包括收集装置，在收集装置的底座与基板之间设有2个导轨，位于基板
左右两侧，使底座可以左右滑动。
[0011]其中，所述预热室连接有碳源进料装置和催化剂进料装置；
[0012]所述碳源进料装置包括进气管、出气管和装有碳源的容器，所述进气管插入至碳源液面以下，距离容器底部3～5cm处，出气管插入至碳源液面以下2～5cm位置；
[0013]所述催化剂进料装置包括进气口和出气口，进气口的端部与出气口之间连接装有固体催化剂的贮存器，为避免催化剂进入进气口管道，在贮存器底部设有砂板。
[0014]其中，预热室还连接有进气装置，所述进气装置包括载气管，助催化剂进气管和还原性气体进气管。
[0015]其中，旋转管长度为1～6m。
[0016]其中，所述旋转管内部设有旋转管内管，旋转管2与旋转管内管之间设有螺旋加热管道，为碳源气体提供裂解反应所需要的温度。
[0017]其中，所述收集装置包括收集盒，所述收集盒的口径大于与旋转管相连的导管出口的口径。
[0018]其中，收集盒放置于底部基板上，基板下端还设有底座，基板的长度小于底座的长度，其长度比为1：(1.3～5.0)。
[0019]其中，在底座与基板之间还设有螺杆(35)，同时设在两个导轨之间，底座底部设有与螺杆相咬合的螺纹，螺杆远离收集箱一端设有电机。
[0020]其中，在收料室一端设有尾气处理装置。
[0021]本技术所具有的有益效果包括：
[0022](1)本技术提供的碳纳米管制备装置，预热室与旋转管之间设有气流控制器，反应前将物料在预热室混合更加充分，提高反应效率，还能控制气流速度。
[0023](2)本技术提供的碳纳米管制备装置，对碳源进料装置和催化剂进料装置进一步改进，通过鼓气法将催化剂和碳源通入至预热室，有效控制反应的进料速度，有利于碳纳米管的合成。
[0024](3)本技术提供的碳纳米管制备装置，将旋转管倾斜放置，作业时，旋转管内的管体可旋转，协同实现物料推进。
[0025](4)本技术提供的碳纳米管制备装置，反应装置一体化，结构简单，其中收料装置通过导轨可滑动的设置在底座与基板之间，在电机的作用下实现基板的左右滑动，方便卸料。
附图说明
[0026]图1示出本技术一种优选实施方式的碳纳米管制备装置结构示意图；
[0027]图2示出本技术一种优选实施方式的碳源进料装置结构示意图；
[0028]图3示出本技术一种优选实施方式的催化剂进料装置结构示意图；
[0029]图4示出本技术一种优选实施方式的收集装置结构示意图。
[0030]附图标号说明
[0031]1‑
预热室；
[0032]11
‑
碳源进料装置；
[0033]111
‑
进气管；
[0034]112
‑
出气管；
[0035]113
‑
容器；
[0036]12
‑
催化剂进料装置；
[0037]121
‑
进气口；
[0038]122
‑
出气口；
[0039]123
‑
贮存器；
[0040]124
‑
砂板；
[0041]13
‑
进气装置；
[0042]131
‑
载气管；
[0043]132
‑
助催化剂进气管；
[0044]133
‑
还原性气体进气管；
[0045]2‑
旋转管；
[0046]3‑
收料室；
[0047]31
‑
收集盒；
[0048]32
‑
基板；
[0049]33
‑
底座；
[0050]34
‑
导轨；
[0051]35
‑
螺杆；
[0052]36
‑
电机；
[0053]37
‑
密门；
[0054]38
‑
挡板；
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种碳纳米管制备装置，其特征在于，所述装置包括预热室(1)，旋转管(2)和收料室(3)，所述预热室(1)和旋转管(2)之间设有气流控制器(4)，用来控制原料载入速度，旋转管(2)底部设有收料室(3)；所述旋转管(2)倾斜放置，与地面水平方向的夹角为1～45
°
；所述收料室(3)包括收集装置，在收集装置的底座(33)与基板(32)之间设有2个导轨(34)，位于基板(32)左右两侧，使底座(33)可以左右滑动。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述预热室(1)连接有碳源进料装置(11)和催化剂进料装置(12)。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述碳源进料装置(11)包括进气管(111)、出气管(112)和装有碳源的容器(113)，所述进气管(111)插入至碳源液面以下，距离容器(113)底部3～5cm处，出气管(112)插入至碳源液面以下2～5cm位置；所述催化剂进料装置(12)包括进气口(121)和出气口(122)，进气口(121)的端部与出气口(122)之间连接装有固体催化剂的贮存器(123)，为避免催化剂进入进气口(121)管道，在贮存器(123)底部设有砂板(124)。4.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：李彦，张则尧，
申请(专利权)人：北京大学深圳研究院，
类型：新型
国别省市：
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