碳材料制备装置及制备方法制造方法及图纸

技术编号:45085854 阅读:17 留言:0更新日期:2025-04-25 18:23
本发明专利技术属于碳纳米材料制备技术领域,涉及碳材料制备装置及制备方法,其中装置具体包括:包括反应炉,反应炉上设置有第一等离子发生器、第二等离子发生器、催化剂熔融腔体、以及延伸反应段;第一等离子发生器设置在反应炉的一侧,延伸反应段设置在反应炉上且与第一等离子发生器相对的另一侧;第一等离子发生器的喷口朝向延伸反应段;第二等离子发生器设置在反应炉的上部,催化剂熔融腔体设置在反应炉内底部,且第二等离子发生器的喷口与催化剂熔融腔体相对;催化剂熔融腔体连接有贯穿反应炉底部的底电极。该装置使碳纳米微粒、铁纳米微粒的产量分别可控,进行可以通过单独对两套等离子发生器进行调节以达到最佳生产速度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及碳纳米材料制备,具体公开了一种碳材料制备装置及制备方法


技术介绍

1、碳材料因其结构多样性,在能源、电子、环保、医疗等领域广泛应用。尤其是碳纳米管(carbon nanotubes, cnts)作为一种具有独特一维纳米结构和优异物理化学性质的新型材料,自发现以来便受到广泛关注。其高导电性、高机械强度、大比表面积及良好的化学稳定性使其在复合材料、电子器件、能源存储(如锂离子电池和超级电容器)、催化剂载体等领域展现出巨大应用潜力。然而,碳纳米管的规模化生产和商业化应用仍面临诸多技术瓶颈,尤其是生产工艺的效率和可控性、设备设计的优化以及生产成本的控制等问题。

2、目前,碳材料如碳纳米管的工业化生产主要依赖于化学气相沉积法(chemicalvapor deposition, cvd),其基本原理是通过碳源气体(如甲烷、乙烯等)在催化剂(如过渡金属铁、钴、镍或其合金)表面裂解,生成碳原子并自组装形成纳米管结构。现有的碳纳米管生产装置所使用的催化剂现多采用铁的氧化物,其催化速率不如铁原子或铁的纳米级微粒,但是铁原子或铁的纳米级微粒的制备较为本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.碳材料制备装置,包括反应炉,其特征在于,所述反应炉上设置有第一等离子发生器、第二等离子发生器、催化剂熔融腔体、以及延伸反应段;

2.根据权利要求1所述的碳材料制备装置,其特征在于,所述第一等离子发生器为非转移弧发生器,第一等离子发生器的喷口与反应炉内壁齐平。

3.根据权利要求1所述的碳材料制备装置,其特征在于,所述第二等离子发生器为转移弧发生器,其通过第一动密封法兰组固定在反应炉上部;所述第二等离子发生器的喷口与催化剂熔融腔体相距3-5cm。

4.根据权利要求3所述的碳材料制备装置,其特征在于,所述催化剂熔融腔体内嵌在反应炉内底部,其开口处与反应炉...

【技术特征摘要】

1.碳材料制备装置,包括反应炉,其特征在于,所述反应炉上设置有第一等离子发生器、第二等离子发生器、催化剂熔融腔体、以及延伸反应段;

2.根据权利要求1所述的碳材料制备装置,其特征在于,所述第一等离子发生器为非转移弧发生器,第一等离子发生器的喷口与反应炉内壁齐平。

3.根据权利要求1所述的碳材料制备装置,其特征在于,所述第二等离子发生器为转移弧发生器,其通过第一动密封法兰组固定在反应炉上部;所述第二等离子发生器的喷口与催化剂熔融腔体相距3-5cm。

4.根据权利要求3所述的碳材料制备装置,其特征在于,所述催化剂熔融腔体内嵌在反应炉内底部,其开口处与反应炉内底部齐平;催化剂熔融腔体采用铁金属材质,工作时,通过所述底电极通电或接地,与第二等离子发生器的阴极之间产生电弧。

5.根据权利要求4所述的碳材料制备装置,其特征在于,还包括送粉管,所述送粉管设置在反应炉的上部,送粉管的出粉口靠近且正对第二等离子发生器的阴极与催化剂熔融腔体之间的电弧区;送粉管上还包裹有送粉管冷却水套。

6.根据权利要求1所述的碳材料制备装置,其特征在于,还包括电极连...

【专利技术属性】
技术研发人员:李裔红廖进
申请(专利权)人:成都金创立科技有限责任公司
类型:发明
国别省市:

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