一种烯碳材料的制造方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种烯碳材料的制造方法，将可燃气体、助燃气体、碳源、催化剂、促进剂和第二载气经过管道加热后进入所述喷灯，并由所述喷灯喷出进入反应室，同时使用质量流量计在其进入管道前控制其流量；使混合后的所述碳源、所述催化剂、所述促进剂和所述第二载气在所述喷灯同时喷出的高温火焰的内层喷出，使其在所述反应室内发生气相沉积反应，生成烯碳材料。一种烯碳材料的制造装置，所述原料罐和所述容器与所述喷灯之间分别设置有加热管路和质量流量计，所述喷灯的喷灯口位于所述反应室内，所述收集室和所述反应室连通。其能够精确的控制反应物的流量，提高反应物混合的均匀性和受热的均匀性，进而提高了反应的稳定性和产品质量。量。量。

【技术实现步骤摘要】
一种烯碳材料的制造方法和装置


[0001]本专利技术涉及烯碳材料，具体涉及一种烯碳材料的制造方法，属于纳米材料制造领域；还涉及了一种用于该烯碳材料的制造方法的制造装置。

技术介绍

[0002]烯碳材料通常采用注射的方式将原料、催化剂、促进剂等原料，经过雾化器雾化后，加入到混合或反应装置中进行反应，这种方式存在以下问题：1、注射方式依赖人工操作，无法准确定量注射，从而使后续反应无法准确定量；2、将原料等雾化后直接输送到反应室中，在反应室的高温环境下进行裂解反应，一方面，这些原料气体混合的均匀程度无法得知，另一方面，管式炉类的反应室中经常会出现加热件断裂等或温度不均匀等现象；这均会造成反应不彻底或产物均匀性差等现象。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是提供一种烯碳材料的制造方法，其能够精确的控制反应物的流量，提高反应物混合的均匀性和受热的均匀性，进而提高了反应的稳定性和产品质量。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种烯碳材料的制造方法，包括以下步骤：将可燃气体和助燃气体经过管道预热后进入喷灯，点火后逐步增加气体流量，使所述喷灯口处喷出的高温火焰的温度至少达到原料的反应温度；将碳源经过管道加热后进入所述喷灯，同时使用质量流量计在碳源进入所述管道前控制其流量；将催化剂、促进剂和第二载气依据反应步骤，经过管道预热后陆续或同时进入所述喷灯，同时使用质量流量计在其进入管道前控制其流量；使混合后的所述碳源、所述催化剂、所述促进剂和所述第二载气在所述喷灯同时喷出的高温火焰的内层喷出，并进入所述反应室，使其在所述反应室内发生气相沉积反应，生成烯碳材料。
[0005]作为优选的，非气相的所述碳源、所述催化剂、所述促进剂和所述第二载气在进入所述管道前，分别使用蒸发器进行气化。
[0006]作为优选的，所述可燃气体和所述助燃气体的流量比为1：1.4
‑
3.3。
[0007]作为优选的，所述可燃气体为氢气、乙炔、乙烯、氨、硫化氢、甲烷和乙醇中的一种、两种或几种；所述助燃气体为氧气。
[0008]作为优选的，所述碳源、催化剂、促进剂和第二载气的流量比为1：4.6
‑
8.1：7.9
‑
12.9：11.1
‑
21.4。
[0009]作为优选的，所述碳源为乙炔、乙醇、甲烷、乙烯、丙烯、丁烯、正己烷、一氧化碳和苯中的一种、两种或几种。
[0010]作为优选的，所述催化剂为铁、钴、镍、铁的氧化物、钴的氧化物和镍的氧化物中的一种、两种或几种；所述促进剂为含硫化合物的一种、两种或几种；所述第二载气为氢气和/或氩气。
[0011]一种烯碳材料的制造装置，包括原料罐、N个容器、喷灯、反应室和收集室，所述原料罐和N个所述容器与所述喷灯之间分别设置有加热管路，所述原料罐和至少一个所述容器与所述所述加热管路之间设置质量流量计，所述喷灯的喷灯口位于所述反应室内，所述收集室和所述反应室连通。
[0012]作为优选的，所述原料罐和所述容器上设置有蒸发器。
[0013]作为优选的，所述收集室内设置有辊轴。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0015]1、通过质量流量计控制反应物的流量，能够精确控制各反应物的比例，提高原料的利用效率和产品质量。
[0016]2、通过使用管道进行加热，实现了气体的预热，能够保持气体温度的恒定和稳定，进而提高了反应的稳定性。
[0017]3、通过使用喷灯，能够使可燃气体和助燃气体燃烧后喷出的高温火焰在外层，碳源、催化剂、促进剂和第二载气的混合物被包围在火焰内层，使碳源、催化剂、促进剂和第二载气能够更加充分的混合、受热，提高了反应温度的稳定性和作用于反应物的温度的稳定性，进而提高了反应的稳定性和产品质量，避免了在较大空间的反应室内直接加热反应造成的均匀性差的问题。
附图说明
[0018]为了更清楚的说明本专利技术实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还能够根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本专利技术优选实施例中生成的烯碳材料的5μm下的电镜图；
[0020]图2为本专利技术优选实施例中生成的烯碳材料的10μm下的电镜图；
[0021]图3为本专利技术优选实施例中烯碳材料的制造装置的结构示意图。
[0022]其中，1
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原料罐，2
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蒸发器，3
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催化剂容器，4
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促进剂容器，5
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质量流量计，6
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加热管路，7
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第一载气容器，8
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第二载气容器，9
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可燃气体容器，10
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助燃气体容器，11
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过渡面板，12
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耐高温管路，13
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喷灯，14
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反应室，15
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反应炉，16
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隔板，17
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排气口，18
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废气口，19
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底座，20
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观察窗，21
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收集室。
具体实施方式
[0023]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]实施例一
[0025]本实施例公开了一种烯碳材料的制造方法，包括以下步骤：
[0026]S1，清洁反应路径；
[0027]清洁时，可以使用第一载气吹扫整个反应路径，反应路径至少包括碳源、催化剂、
促进剂、可燃气体、助燃气体和第二载气所经过的管路、喷灯13、反应室14和收集室21。由于反应室14和收集室21空间较大，载气存在无法触及每个角落的情况，则在吹扫前后使用清洁工具进行清洁。
[0028]第一载气为氮气、氧气、氢气和氩气中的一种、两种或几种。
[0029]清洁的目的在于确保管路、喷灯13、反应室14和收集室21无污染和堵塞。
[0030]S2，将可燃气体和助燃气体经过管道加热后进入喷灯13，点火后逐步增加气体流量，使喷灯口处的温度至少达到原料的反应温度；
[0031]可燃气体和助燃气体为气相或液相。可燃气体为氢气、乙炔、乙烯、氨、硫化氢、甲烷和乙醇中的一种、两种或几种。助燃气体为氧气。
[0032]可燃气体和助燃气体如果来料为液相，则需要通过蒸发器2汽化，转变为气体后再进入管道加热。同时，可燃气体和助燃气体可以通过质量流量计控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种烯碳材料的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：将可燃气体和助燃气体经过管道预热后进入喷灯，点火后逐步增加气体流量，使所述喷灯口处喷出的高温火焰的温度至少达到原料的反应温度；将碳源经过管道加热后进入所述喷灯，同时使用质量流量计在碳源进入所述管道前控制其流量；将催化剂、促进剂和第二载气依据反应步骤，经过管道预热后陆续或同时进入所述喷灯，同时使用质量流量计在其进入管道前控制其流量；使混合后的所述碳源、所述催化剂、所述促进剂和所述第二载气在所述喷灯同时喷出的高温火焰的内层喷出，并进入所述反应室，使其在所述反应室内发生气相沉积反应，生成烯碳材料。2.如权利要求1所述的烯碳材料的制造方法，其特征在于，非气相的所述碳源、所述催化剂、所述促进剂和所述第二载气在进入所述管道前，分别使用蒸发器进行气化。3.如权利要求1所述的烯碳材料的制造方法，其特征在于，所述可燃气体和所述助燃气体的流量比为1：1.4
‑
3.3。4.如权利要求3所述的烯碳材料的制造方法，其特征在于，所述可燃气体为氢气、乙炔、乙烯、氨、硫化氢、甲烷和乙醇中的一种、两种或几种；所述助燃气体为氧气。5.如权利要求1所述的烯碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：易琳，
申请(专利权)人：安徽建马防护用品科技有限公司，
类型：发明
国别省市：