一種碳納米管制備設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種碳納米管制備設(shè)備，屬于碳納米管技術(shù)領(lǐng)域。包括制備腔，所述制備腔一側(cè)設(shè)有第一進(jìn)氣口，所述制備腔的內(nèi)部設(shè)有依次相連的輸氣管道、螺旋管道和導(dǎo)流反應(yīng)腔，所述第一進(jìn)氣口連接輸氣管道，所述螺旋管道連接導(dǎo)流反應(yīng)腔；所述導(dǎo)流反應(yīng)腔內(nèi)部設(shè)有基座和催化劑反應(yīng)層；所述催化劑反應(yīng)層設(shè)置在基座上方；所述導(dǎo)流反應(yīng)腔的一側(cè)設(shè)有第一排氣口；所述制備腔的另一側(cè)還設(shè)有第二排氣口和第三排氣口；所述制備腔外側(cè)還設(shè)有加熱裝置。本實(shí)用新型一種碳納米管制備設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)碳納米管的準(zhǔn)直性生長(zhǎng)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)高效制備碳納米管。
【專利說(shuō)明】
一種碳納米管制備設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種碳納米管制備設(shè)備，屬于碳納米管技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]碳納米管作為一維納米材料，重量輕，六邊形結(jié)構(gòu)連接完美，具有許多異常的力學(xué)、電學(xué)和化學(xué)性能。近些年隨著碳納米管及納米材料研究的深入其廣闊的應(yīng)用前景也不斷地展現(xiàn)出來(lái)。
[0003]碳納米管，又名巴基管，是一種具有特殊結(jié)構(gòu)(徑向尺寸為納米量級(jí)，軸向尺寸為微米量級(jí)，管子兩端基本上都封口)的一維量子材料。碳納米管主要由呈六邊形排列的碳原子構(gòu)成數(shù)層到數(shù)十層的同軸圓管。層與層之間保持固定的距離，約0.34nm，直徑一般為2-20nm。并且根據(jù)碳六邊形沿軸向的不同取向可以將其分成鋸齒形、扶手椅型和螺旋型三種。其中螺旋型的碳納米管具有手性，而鋸齒形和扶手椅型碳納米管沒(méi)有手性。
[0004]目前，較為常用的碳納米管制備方法是化學(xué)氣相沉積法，利用含碳?xì)怏w作為碳?xì)庠?，在硅或沸石基座上生長(zhǎng)出多壁或單壁碳納米管。但是現(xiàn)有的碳納米管制備設(shè)備存在一個(gè)問(wèn)題，就是制備出的碳納米管準(zhǔn)直性不好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提出一種碳納米管制備設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)碳納米管的準(zhǔn)直性生長(zhǎng)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)高效制備碳納米管。
[0006]本實(shí)用新型技術(shù)方案如下:一種碳納米管制備設(shè)備，包括制備腔，所述制備腔一側(cè)設(shè)有第一進(jìn)氣口，所述制備腔的內(nèi)部設(shè)有依次相連的輸氣管道、螺旋管道和導(dǎo)流反應(yīng)腔，所述第一進(jìn)氣口連接輸氣管道，所述螺旋管道連接導(dǎo)流反應(yīng)腔;所述導(dǎo)流反應(yīng)腔內(nèi)部設(shè)有基座和催化劑反應(yīng)層;所述催化劑反應(yīng)層設(shè)置在基座上方;所述導(dǎo)流反應(yīng)腔的一側(cè)設(shè)有第一排氣口；所述制備腔的另一側(cè)還設(shè)有第二排氣口和第三排氣口；所述制備腔外側(cè)還設(shè)有加熱裝置。
[0007]所述螺旋管道的一端與輸氣管道相連，另一端為第二進(jìn)氣口，所述第二進(jìn)氣口與導(dǎo)流反應(yīng)腔相連。
[0008]所述第二排氣口與第一排氣口位于同一水平線上;所述第三排氣口位于第二排氣口的上方。
[0009]所述導(dǎo)流反應(yīng)腔上還設(shè)有與第二進(jìn)氣口相連的導(dǎo)流管網(wǎng)。
[0010]所述加熱裝置有三個(gè)，包括設(shè)置在制備腔頂部的第一加熱裝置和分別設(shè)置在制備腔兩側(cè)的第二加熱裝置和第三加熱裝置。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型一種碳納米管制備設(shè)備，采用水平輸氣管道和螺旋管道的配合，使得進(jìn)氣氣流穩(wěn)定，并同時(shí)采用導(dǎo)流反應(yīng)腔改變了碳納米管生長(zhǎng)所需的反應(yīng)氣流，使得流向平行于碳納米管的生長(zhǎng)方向，使得最終制備得到的碳納米管具有較好的準(zhǔn)直性;本實(shí)用新型導(dǎo)流反應(yīng)腔設(shè)置了導(dǎo)流管網(wǎng)，能夠?qū)牡诙M(jìn)氣口傳輸?shù)臍怏w穩(wěn)定的輸送到催化劑反應(yīng)層的上方，保證了氣流的穩(wěn)定性;本實(shí)用新型采用了四周環(huán)繞式的加熱裝置，在制備腔的頂部和兩側(cè)均設(shè)有加熱裝置，保證了額反應(yīng)過(guò)程中溫度的穩(wěn)定性和整體溫度的平衡性，使得反應(yīng)效果好，制備效率高?！靖綀D說(shuō)明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。[〇〇13]圖中:卜制備腔;2-第一進(jìn)氣口； 3-輸氣管道;4-螺旋管道;5-第二進(jìn)氣口； 6-導(dǎo)流反應(yīng)腔;7-基座;8-催化劑反應(yīng)層;9-第一排氣口； 10-第二排氣口； 11-第三排氣口； 12-第一加熱裝置;13-第二加熱裝置;14-第三加熱裝置;15-導(dǎo)流管網(wǎng)。【具體實(shí)施方式】
[0014]如圖1所示，本實(shí)用新型一種碳納米管制備設(shè)備，包括制備腔1，所述制備腔1 一側(cè)設(shè)有第一進(jìn)氣口 2,所述制備腔1的內(nèi)部設(shè)有依次相連的輸氣管道3、螺旋管道4和導(dǎo)流反應(yīng)腔6，所述第一進(jìn)氣口 2連接輸氣管道3，所述螺旋管道4連接導(dǎo)流反應(yīng)腔6;所述導(dǎo)流反應(yīng)腔6 內(nèi)部設(shè)有基座7和催化劑反應(yīng)層8;所述催化劑反應(yīng)層8設(shè)置在基座7上方;所述導(dǎo)流反應(yīng)腔6 的一側(cè)設(shè)有第一排氣口 9;所述制備腔1的另一側(cè)還設(shè)有第二排氣口 10和第三排氣口 11;所述制備腔1外側(cè)還設(shè)有加熱裝置。
[0015]本實(shí)用新型所述螺旋管道4的一端與輸氣管道3相連，另一端為第二進(jìn)氣口 5,所述第二進(jìn)氣口 5與導(dǎo)流反應(yīng)腔6相連。所述第二排氣口 10與第一排氣口 9位于同一水平線上;所述第三排氣口 11位于第二排氣口 10的上方。所述導(dǎo)流反應(yīng)腔6上還設(shè)有與第二進(jìn)氣口 10相連的導(dǎo)流管網(wǎng)15。所述加熱裝置有三個(gè)，包括設(shè)置在制備腔1頂部的第一加熱裝置12和分別設(shè)置在制備腔1兩側(cè)的第二加熱裝置13和第三加熱裝置14。
[0016]本實(shí)用新型工作過(guò)程如下:先從第一進(jìn)氣口通過(guò)載氣氣體，然后依次通過(guò)輸氣管道、螺旋管道最終到達(dá)導(dǎo)流反應(yīng)腔，垂直吹向基座，載氣氣體可選氫氣、氮?dú)?、氨氣和其它惰性氣體。然后打開(kāi)三個(gè)加熱裝置對(duì)催化劑反應(yīng)層進(jìn)行加熱，帶催化劑反應(yīng)層溫度身高到預(yù)定溫度后，從第一進(jìn)氣口通入反應(yīng)氣體，反應(yīng)氣體可選甲烷、乙烷、乙烯等碳源氣，然后氣體依次通過(guò)輸氣管道、螺旋管道最終到達(dá)導(dǎo)流反應(yīng)腔，垂直吹向基座，由于催化劑反應(yīng)層的作用，最終生長(zhǎng)出碳納米管。最后反應(yīng)產(chǎn)生的廢氣，先通過(guò)第一排氣口排到制備腔中，然后通過(guò)第二排氣口和第三排氣口排出。
[0017]本實(shí)用新型一種碳納米管制備設(shè)備，采用水平輸氣管道和螺旋管道的配合，使得進(jìn)氣氣流穩(wěn)定，并同時(shí)采用導(dǎo)流反應(yīng)腔改變了碳納米管生長(zhǎng)所需的反應(yīng)氣流，使得流向平行于碳納米管的生長(zhǎng)方向，使得最終制備得到的碳納米管具有較好的準(zhǔn)直性;本實(shí)用新型導(dǎo)流反應(yīng)腔設(shè)置了導(dǎo)流管網(wǎng)，能夠?qū)牡诙M(jìn)氣口傳輸?shù)臍怏w穩(wěn)定的輸送到催化劑反應(yīng)層的上方，保證了氣流的穩(wěn)定性;本實(shí)用新型采用了四周環(huán)繞式的加熱裝置，在制備腔的頂部和兩側(cè)均設(shè)有加熱裝置，保證了額反應(yīng)過(guò)程中溫度的穩(wěn)定性和整體溫度的平衡性，使得反應(yīng)效果好，制備效率尚。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種碳納米管制備設(shè)備，包括制備腔(1)，其特征在于:所述制備腔(1) 一側(cè)設(shè)有第一 進(jìn)氣口(2)，所述制備腔(1)的內(nèi)部設(shè)有依次相連的輸氣管道(3)、螺旋管道(4)和導(dǎo)流反應(yīng) 腔(6)，所述第一進(jìn)氣口(2)連接輸氣管道(3)，所述螺旋管道(4)連接導(dǎo)流反應(yīng)腔(6);所述 導(dǎo)流反應(yīng)腔(6)內(nèi)部設(shè)有基座(7)和催化劑反應(yīng)層(8);所述催化劑反應(yīng)層(8)設(shè)置在基座 (7)上方;所述導(dǎo)流反應(yīng)腔(6)的一側(cè)設(shè)有第一排氣口(9);所述制備腔(1)的另一側(cè)還設(shè)有 第二排氣口( 1 〇)和第三排氣口( 11);所述制備腔(1)外側(cè)還設(shè)有加熱裝置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳納米管制備設(shè)備，其特征在于:所述螺旋管道(4)的一 端與輸氣管道(3)相連，另一端為第二進(jìn)氣口(5)，所述第二進(jìn)氣口(5)與導(dǎo)流反應(yīng)腔(6)相 連。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳納米管制備設(shè)備，其特征在于:所述第二排氣口( 10)與 第一排氣口(9)位于同一水平線上;所述第三排氣口( 11)位于第二排氣口( 10)的上方。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳納米管制備設(shè)備，其特征在于:所述導(dǎo)流反應(yīng)腔(6)上 還設(shè)有與第二進(jìn)氣口(10)相連的導(dǎo)流管網(wǎng)(15)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳納米管制備設(shè)備，其特征在于:所述加熱裝置有三個(gè)， 包括設(shè)置在制備腔(1)頂部的第一加熱裝置(12)和分別設(shè)置在制備腔(1)兩側(cè)的第二加熱 裝置(13)和第三加熱裝置(14)。
【文檔編號(hào)】B82Y30/00GK205590297SQ201620435708
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年5月13日
【發(fā)明人】田美靈, 王晉寶, 唐志波
【申請(qǐng)人】浙江海洋大學(xué)