一种高效制备碳纳米材料的流化床系统与方法技术方案

本发明专利技术提供一种高效制备碳纳米材料的流化床系统与方法，通过在流化床内设置低温撞击流区和高温碳纳米材料生长区，再在低温撞击流区内设置撞击结构来产生撞击流，不间断粉碎聚团的碳纳米材料、聚团的催化剂和/或聚团的模板剂，然后粉碎后的小颗粒在高温碳纳米材料生长区继续生长，获得粒径小于5μm，堆积密度不超过0.1g/mL的碳纳米材料，材料的流动性明显改善，催化剂和/或模板剂的利用率增高，后续不用再研磨，时间成本可节省50％，装置投资节约10‑15％。此外，粒径减小的催化剂和/或模板剂的活性增加5‑25％，使得碳纳米材料的成品率增加了30‑35％，处理成本降低30‑50％，废液减少300‑500％。相比于直接将撞击结构放在高温区，本发明专利技术的结构更稳定，对颗粒的破碎效果提升50‑100％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纳米材料，尤其涉及一种高效制备碳纳米材料的流化床系统与方法。

技术介绍

1、碳纳米材料(碳纳米管，石墨烯，碳纳米纤维等)具有良好的导电性，大的比表面积，极高的机械强度，从而在能源存储与材料复合领域具有广泛用途。由于这些材料比表面积大，颗粒间的范德华力也比较大。因此，聚团严重，会影响分散与后续应用。另外，这些材料都可以用化学气相沉积与物理气相沉积技术，在高温下生长而得。所用的催化剂，模板剂或模板剂颗粒面临着烧结聚团，且这些材料会在反应器生成聚团，堆积密度变大，颗粒尺寸变大，工程上控制比较困难。且卸出时流动性不好。

2、目前采用的方法是生长后，进行机械研磨。但会导致粉体跑损，污染环境。另外，聚结失效的催化剂或模板剂在碳粉体中变成杂质，需要去除，导致大量的酸碱试剂消耗与污染环境。这个问题长期得不到解决，使得纳米粉体的后处理成本高昂。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术公开了一种高效制备碳纳米材料的流化床系统，所述流化床系统包括流化床本体，所述流化床本体内设置有多孔分本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高效制备碳纳米材料的流化床系统，其特征在于，所述流化床系统包括流化床本体，所述流化床本体内设置有多孔分布板，所述多孔分布板将所述流化床本体分隔为低温撞击流区和高温碳纳米材料生长区；

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述撞击结构由气体喷嘴与金属块/陶瓷块组成，包括：所述撞击结构由对向设置的气体喷嘴与金属块/陶瓷块组成，所述气体喷嘴中的气流垂直喷向所述金属块/陶瓷块形成所述撞击流；或

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述气体喷嘴之间的距离为30-100mm；

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述大颗粒固体包括所述高...

【技术特征摘要】

1.一种高效制备碳纳米材料的流化床系统，其特征在于，所述流化床系统包括流化床本体，所述流化床本体内设置有多孔分布板，所述多孔分布板将所述流化床本体分隔为低温撞击流区和高温碳纳米材料生长区；

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述撞击结构由气体喷嘴与金属块/陶瓷块组成，包括：所述撞击结构由对向设置的气体喷嘴与金属块/陶瓷块组成，所述气体喷嘴中的气流垂直喷向所述金属块/陶瓷块形成所述撞击流；或

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述气体喷嘴之间的距离为30-100mm；

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述大颗粒固体包括所述高温碳纳米材料生长区中生成的聚团的碳纳米材料、聚团的催化剂和/或聚团的模板剂。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述流化床本体内设置有温度控制系统，用于控制所述低温撞击流区和所述高温碳纳...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔超婕，骞伟中，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：