碳纳米管制备装置、其注入组件及碳纳米管制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种碳纳米管制备装置、其注入组件及其制备碳纳米管的方法。所述制备装置包括：用于提供碳纳米管生长环境的反应炉管，包括第一端、中间段以及第二端；密封连接于第一端的注入组件；以及设置于反应炉管外围的温控组件，用于至少控制所述反应炉管中间段的工艺温度；注入组件包括：密闭连接于第一端的注入法兰、贯穿注入法兰的第一原料通路和第二原料通路，以及升华罐；升华罐与第一原料通路相连通，用于容置并升华催化源以使气态的催化源经第一原料通路进入反应炉管内，第二原料通路用于至少向反应炉管内注入碳源。本发明专利技术提供的制备装置、其组件与方法极大地提升了碳纳米管制备的产率以及制备过程的稳定性。制备的产率以及制备过程的稳定性。制备的产率以及制备过程的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
碳纳米管制备装置、其注入组件及碳纳米管制备方法


[0001]本专利技术涉及无机碳材料
，尤其涉及一种碳纳米管制备装置、其注入组件及碳纳米管制备方法。

技术介绍

[0002]碳纳米管具有优异的物理和化学性能，将碳纳米管组装成宏观体，例如纤维是实现碳纳米管宏量应用的重要途径之一，对国民经济以及国防、航空航天等领域具有重要意义。
[0003]碳纳米管纤维的制备方法主要包括湿法纺丝法、阵列纺丝法和浮动催化直接纺丝法。其中，浮动催化碳纳米管纤维具有力学性能高、易于规模化连续制备等优点，被认为是最具潜力和应用前景的碳纳米管纤维制备方法。
[0004]浮动碳纳米管纤维制备效率是该领域研究人员关注的主要问题之一。典型的浮动催化碳纳米管纤维制备方法是在载气作用下向高温反应腔里连续注入二茂铁(作为催化源)/噻吩(作为硫源)/乙醇(作为碳源)溶液，在高温气相环境下二茂铁首先高温分解形成铁催化源纳米颗粒，进一步乙醇碳源高温裂解产生的碳原子在催化源颗粒表面饱和析出，生长出碳纳米管并进一步聚集形成套筒状气凝胶结构，碳纳米管纤维气凝胶前驱体经过致密化以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于碳纳米管制备装置的注入组件，其特征在于，包括：注入法兰、贯穿所述注入法兰的第一原料通路和第二原料通路，以及升华罐；所述升华罐与所述第一原料通路相连通，用于容置并升华催化源以使气态的所述催化源经所述第一原料通路进入反应炉管内，所述第二原料通路用于至少向所述反应炉管内注入碳源。2.根据权利要求1所述的注入组件，其特征在于，所述第一原料通路设置有保温结构；优选的，所述保温结构能够使所述第一原料通路在进行碳纳米管制备时的温度维持在150℃以上；优选的，所述保温结构包括保温层和/或主动加热结构。3.根据权利要求1所述的注入组件，其特征在于，所述升华罐包括密封的罐体、设置于所述罐体内的原料管以及包围所述原料管的加热套；所述罐体设置有载气入口以及催化源出口，所述催化源出口与所述第一原料通路相连通；所述原料管的两端具有开口，用于容置所述催化源，所述加热套用于至少控制所述原料管内的温度。4.根据权利要求3所述的注入组件，其特征在于，所述原料管的材质包括石英、刚玉中的任意一种或两种的组合；优选的，所述加热套的主体材质为导热材料，所述导热材料包括金属和/或石墨，进一步优选为铜；优选的，所述加热套能够将所述原料管内的温度控制为100
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300℃。5.根据权利要求3所述的注入组件，其特征在于，所述罐体包括可组合或拆分的外壳以及密封法兰，所述原料管以及加热套与所述密封法兰热隔离；优选的，所述原料管以及加热套通过支撑台与所述密封法兰连接；优选的，所述原料管的开口临近所述催化源出口。6.一种碳纳米管的制备装置，其特征在于，包括：用于提供碳纳米管生长环境的反应炉管，所述反应炉管包括依次相接的第一端、中间段以及第二端；权利要求1
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5中任意一项所述的注入组件，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：勇振中，万子尧，张永毅，吴昆杰，周涛，詹祥和，李清文，
申请(专利权)人：江西省纳米技术研究院，
类型：发明
国别省市：