[实用新型]一种新型立式石英内胆

说明书

本实用新型所采用的新型立式石英内胆，主要包括上盖板、倒爪型入气管、反应室、过滤板、尾气回收出口、沉淀物排出口、废气沉淀室和干燥热空气入口；其特征在于：整个内胆主要分为反应室和废气沉淀室，反应室和废气沉淀室上下连接，中间设置有过滤板，在反应室的顶端设有上盖板，上盖板和过滤板之间设有倒爪型入气管；在废气沉淀室底端设有沉淀物排出口，在废气沉淀室左右二端设有尾气回收出口和干燥热空气入口。本实用新型的除铁效果比酸洗工艺的除铁效果设备和工艺更简单，并且没有废气、废酸、废水的排放，环境污染特别小。

技术领域

本实用新型属于化工领域，具体涉及一种纳米碳材料除铁的方法中的新型立式石英内胆。

背景技术

纳米碳材料包括纳米碳材料、石墨烯、足球烯等材料，纳米碳材料，又称巴基管，是一种具有特殊结构的一维量子材料，纳米碳材料径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级，管子两端基本上都封口。纳米碳材料主要由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管，并且层与层之间保持固定的距离，约为0.34nm，直径一般为2~20nm，不过一般纳米碳材料直径大于6nm之后导电性会变差。纳米碳材料中碳原子以sp²杂化为主，同时六角形网格结构存在一定程度的弯曲，形成空间拓扑结构，其中可形成一定的sp³杂化键，即形成的化学键同时具有sp²和sp³混合杂化状态。纳米碳材料可以看做是石墨烯片层卷曲而成，因此按照石墨烯片的层数可分为：单壁纳米碳材料和多壁纳米碳材料，多壁纳米碳材料在开始形成的时候，层与层之间很容易称为陷阱中心而捕获各种缺陷，因而多壁管上通常布满小洞样的缺陷。与多壁管相比，单壁管直径大小的分布范围小，缺陷少，具有更高的均匀一致性。

石墨烯（Graphene）是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料。石墨烯是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光，导热系数高达5300 W/m·K，高于纳米碳材料和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000 cm²/V·s，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只约10^-6Ω·cm，比铜或银更低。石墨烯适合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。

商用纳米碳材料主要是由气相沉积法（CVD法）制备的，该方法制备纳米碳材料需要金属催化剂，一般的金属催化剂包括铁、钴、镍等。制备结束后，纳米碳材料中会残留大量的金属催化剂，这些金属催化剂伴随着纳米碳材料进入到具体的产品中。在某些领域，产品对金属杂质的含量具有很高的要求，比如锂离子电池中，残留的铁会和电解液反应，生成枝晶，刺穿隔膜，导致电池短路和自放电。在自放电过程中，电解质盐会逐渐释放出HF，它将氧化单质Fe而形成稳定的FeF₃，甚至形成FeF₃•3H₂O，其反应过程如下公式所示。

以下公式是Fe在锂电池充放电过程当中所发生的反应：

Fe³⁺ + Li_xCoO₂ + e = Fe²⁺ + Li_x + 2CoO₂ (正极上的反应)；

Fe²⁺ + Li_xCoO₂ + 2e = Fe + Li_x + 2CoO₂ (正极上的反应)；

Fe³⁺ + Li_xC – e = Fe²⁺ + Li_x -1C (负极上的反应)；

Fe²⁺ + Li_xC + 2e = Fe + Li_x -2C (负极上的反应)；