[发明专利]电弧放电装置及利用该装置制备氮化硼纳米管的方法

权利要求书

1.一种制备氮化硼纳米管的方法，其特征在于，利用电弧放电装置，所述电弧放电装置包括放电腔室、设于所述放电腔室内的放电阴极、放电阳极、加料斗以及一端伸入所述放电腔室内的钨丝，所述放电腔室上设置有抽气阀和进气阀，所述放电阴极与放电阳极之间具有间隙，所述加料斗位于所述间隙的上方，所述放电阴极的一端连接有第一导电杆，所述放电阳极的一端连接有第二导电杆，所述第一导电杆或第二导电杆连接有驱动机构，所述第一导电杆连接有负载电阻，所述负载电阻与第一电源的负极相连接，所述钨丝的另一端与第二电源的负极相连接，所述第一电源的正极、第二导电杆和第二电源的正极均与地相连接，包括以下步骤：

（1）采用钨作为放电阴极，硼作为放电阳极；

（2）加料斗处于关闭状态，将催化剂加注到加料斗中；

（3）封闭放电腔室，抽出放电腔室内空气至本底真空，本底真空<1Pa，通入氮气，调节抽气阀和进气阀使得放电腔室内气压维持在3×10⁴Pa -7×10⁴Pa；

（4）利用驱动机构使放电阴极和放电阳极接触，增加第一电源的电流至35-45A，对放电阴极和放电阳极进行加热；

（5）加热0.5-1.5min后，分开放电阴极和放电阳极，调节第二电源的电压至2000-2500V，钨丝与放电阴极、放电阳极间打火并激发放电阴极和放电阳极间的电弧，起弧完成后立即关闭第二电源；

（6）电弧放电过程中，打开加料斗，让催化剂进入放电阴极和放电阳极之间；

（7）放电结束后在放电阴极表面及放电腔室内壁形成产物。

2.根据权利要求1所述的制备氮化硼纳米管的方法，其特征在于，所述步骤（1）中，放电阴极呈圆柱形，直径为5-7mm、长度为50-130mm 。

3.根据权利要求1所述的制备氮化硼纳米管的方法，其特征在于，所述步骤（1）中，放电阳极呈圆柱形，直径为8-12mm、长度为10-25mm。

4.根据权利要求1所述的制备氮化硼纳米管的方法，其特征在于，所述步骤（2）中，催化剂包括钴粉和镍粉，所述钴粉与镍粉按质量比1：1均匀混合后加注到加料斗中。

5.根据权利要求4所述的制备氮化硼纳米管的方法，其特征在于，一次加注的所述催化剂为5-7g。

6.根据权利要求1所述的制备氮化硼纳米管的方法，其特征在于，所述步骤（5）中，钨丝的直径为0.4-0.8mm，钨丝与放电阳极之间的垂直距离为0.5-1mm。

7.根据权利要求1所述的制备氮化硼纳米管的方法，其特征在于，所述步骤（6）中，催化剂的进入速率控制在40-60mg/s。

8.根据权利要求1所述的制备氮化硼纳米管的方法，其特征在于，所述步骤（6）中，通过驱动机构维持放电阳极和放电阴极之间的间隙在1.5-2.5mm。