[实用新型]一种制备二硫化钼包覆碳质同轴线的装置

说明书

本实用新型公开了一种制备二硫化钼包覆碳质同轴线的装置，属于复合材料制备和电子材料应用领域。本实用新型所述的是一种采用喷雾热解和高温硫化相结合的工艺，一步完成制备碳质线表面均匀涂覆MoS₂的装置，其特征在于通过管式加热炉Ⅰ、钼盐搅拌池、钼盐缓冲池、流量调节阀、喷淋装置、粉末收集器和鼓风装置构成喷雾热解系统；管式加热炉Ⅱ、硫源发生器、硫源缓冲池、气压调节阀和气体出口构成了高温硫化系统，然后通过绕线器Ⅰ和绕线器Ⅱ让碳质线依次通过喷雾热解系统和高温硫化系统，一步得到MoS₂包覆的碳质同轴线。该实用新型结构简单、操作方便、自动化程度高、容易控制、绿色环保、可规模化制备等特点，通过本装置制备的材料具有表面涂覆均匀、界面结合良好等特点，从而有利于该材料的工业化批量生产。

技术领域

本实用新型涉及一种制备二硫化钼包覆碳质同轴线的装置，属于复合材料制备和电子材料应用领域。

背景技术

尽管石墨烯材料具有优异的光电性能，但其为零带隙材料，缺少能隙带，限制了其在光电器件的应用。而二硫化钼具有类石墨烯结构，层内Mo与S原子之间构成共价键，结构稳定，单层MoS₂的厚度为0.65nm，类石墨烯MoS₂具有一定的带隙能。此外，Mo和S为天然矿物，储量丰富，价格低廉，增强了MoS₂在光电器件方面应用的可行性。

碳质纤维包括纳米碳纤维（直径为50～200 nm，长度为50～100m，长径比为l00～500的碳材料）、常规碳纤维（直径为7～10μm）、单壁碳纳米管（直径约为1 nm）及多壁碳纳米管（直径为1～50 nm），具有较高的强度及模量、长径比、热稳定性、化学活性、导电性良好等特点，并且成本较低。

二硫化钼较弱的导电性限制了其在光电领域的运用，若与其他良导体复合可以提高它的导电性。因此，将其与碳质纤维材料复合可以广泛用于电子材料领域。但是目前常用的如水热法、溶剂热法、电沉积法等制备方法都存在一些问题，例如：在这些制备方法中，一些前驱体很容易快速反应生成二硫化钼颗粒，难以包覆在碳质纤维的表面上，更难以形成均质而超薄的二硫化钼包覆层，且在溶剂热反应中使用的有机溶剂很容易在高温下分解成有毒的气体，造成环境污染。

因此，本实用新型提供了一种简单可行的制备MoS₂包覆碳质同轴线的装置，从而可以有效解决现有制备MoS₂和碳质复合材料装备和技术的不足。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种制备二硫化钼包覆碳质同轴线的装置，包括绕线器Ⅰ1、管式加热炉Ⅰ2、钼盐搅拌池3、钼盐缓冲池4、喷淋装置6、粉末收集器7、鼓风装置8、管式加热炉Ⅱ9、硫源发生器10、硫源缓冲池11、气体出口13、绕线器Ⅱ14；钼盐搅拌池3与钼盐缓冲池4连通，钼盐缓冲池4与喷淋装置6连通，喷淋装置6位于管式加热炉Ⅰ2的上方，且与管式加热炉Ⅰ2连通；管式加热炉Ⅰ2的下面设有粉末收集器7，粉末收集器7与鼓风装置8连接；硫源发生器10与硫源缓冲池11连通，硫源缓冲池11与管式加热炉Ⅱ9连通，管式加热炉Ⅱ9的上面设有气体出口13，气体出口13与硫源发生器10连通；管式加热炉Ⅰ2的一侧设有绕线器Ⅰ1，管式加热炉Ⅱ9一侧设有绕线器Ⅱ14，管式加热炉Ⅰ2、管式加热炉Ⅱ9在一条直线上；碳质同轴线缠绕在绕线器Ⅰ1、绕线器Ⅱ14上，依次穿过管式加热炉Ⅰ2、管式加热炉Ⅱ9。

优选的，本实用新型所述钼盐缓冲池4与喷淋装置6之间的设有流量调节阀5，气体出口13出设有气压调节阀12；

优选的，本实用新型所述管式加热炉2加热方式为电加热、电磁加热或者燃料加热。

优选的，本实用新型所述钼盐搅拌池3中的搅拌方式为机械搅拌、电磁搅拌或者超声搅拌。