[实用新型]一种反应器旋转制备纳米碳材料的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及纳米碳材料制备技术领域，尤其是一种反应器旋转制备纳米碳材料的装置。

背景技术

纳米材料是指具有成相或晶粒结构的长度小于100nm的材料，它包括具有颗粒尺寸为1～100nm的超微粒子材料和由纳米超微粒子组成的纳米固体材料。碳纳米材料的特性在极大差异，如碳纳米颗粒、无定形碳、碳纳米球、碳纳米管和碳纳米管粒子及催化剂粒子等，其中网状具有螺旋、管状结构的碳纳米管性能特别突出，其质轻、近六边形完美一维结构，以及本身所具有的奇特力学、电磁学和化学性能，借助纳米材料本身的自组装效应、小尺寸和量子效应及表面效应，与其他材料复合，广泛应用于场发射电子源用微型电子元件(如纳米线、纳米棒、纳米电子开关、记忆元件等)、纳米储氢材料、超大容量双电层电容材料、微型零件(如微型齿轮、分子线圈、活塞、泵)、隐形飞机的雷达吸波材料、光导材料、非线性光学材料、软铁磁性材料和分子载体及生物传感材料等。

目前，碳纳米材料的制备方法多种多样，可大致归为以下几种：石墨电弧法、化学气相沉积法、激光蒸发法、热解聚合物法、火焰法、离子辐射法、电解法、原位合成法、模板法等。尽管研究目的不同，但各种制备方法的核心都是要对体系中各纳米单元的自身几何参数、空间分布参数和体积分数等进行有效的控制，尤其是要通过对制备条件(空间限制条件，反应动力学因素、热力学因素等)的控制，来保证体系研究的纳米单元的组成相至少一维尺寸在纳米尺度范围内(即控制纳米单元的初级结构)，其次是考虑控制纳米单元聚集体的次级结构。但能批量生产的方法只有石墨电弧法、化学气相沉积法和激光蒸发法三种；且激光蒸发法因其本身所需的昂贵激光设备而受到限制，化学气相沉积法则因成本低、产率高而最适应于批量工业化生产制造，但由于现有设备及生产方法大多是间歇式操作，极大地阻碍了化学气相沉积法对纳米碳材料的批量化连续制备和生产。

实用新型内容

本实用新型提供一种反应器旋转制备纳米碳材料的装置，以解决现有技术中纳米碳材料的生产设备及方法无法实现连续化生产的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：

一种反应器旋转制备纳米碳材料的装置，包括：管式反应器，其始端设有进气管，其末端设有排气管和排料管；进气管上设有进料管；排料管上设有截止阀；反应器可围绕其中心轴旋转，并可调节其两端的高度，使其呈一定倾角；为反应器加热的加热炉，设于反应器的反应区位置；进料室，与进料管相连接；底部设有排出口的电磁分离器，位于排料管的下方。

本实用新型的有益效果：

本实用新型解决了纳米碳材料的连续化地制备-收集-分离的问题，实现了纳米碳材料的连续收集和分离，省去纳米碳材料单独收集和单独分离的工序，减少了人力成本和时间成本，提高了纳米碳材料的在线生产效率和生产量；该系统的设备要求简单，操作便捷，使用安全可靠，且维护方便，适用于工业化生产。

附图说明

图1为实施例中反应器旋转制备纳米碳材料的装置的结构示意图。

图中：1、反应器；2、加热炉；3、进料室；4、进料管；5、进气管；6、排气管；7、排料管；8、截止阀；9、电磁分离器；10、第一排出口；11、第二排出口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，一种反应器旋转制备纳米碳材料的装置，包括：管式反应器1、为反应器1加热的加热炉2、进料室3和底部设有排出口的电磁分离器9；其中，

反应器1的始端100设有进气管5，其末端200设有排气管6和排料管7；进气管5上设有进料管4；排料管7上设有截止阀8；反应器1可围绕其中心轴旋转，并可调节其两端的高度，使其呈一定倾角；加热炉2设于反应器1的反应区位置；加热炉2需随反应器1的倾斜而倾斜；进料室3与进料管4相连接；电磁分离器9位于排料管7的下方。

实施例中，反应器1旋转的实现可以采用现有技术，优选地，反应器的两端固定，中间部分旋转，采用旋转动密封的方式来实现密封。反应器的两端固定，其目的是实现纳米碳材料旋转到反应器末端的排料口处能顺利排出。

实施例中，反应器1的倾斜角度为-10～10度。

优选地，实施例中电磁分离器9为电磁振动分离器。