[发明专利]一种等离子体改性碳材料的装置及方法

权利要求书

1.一种等离子体改性碳材料的装置，其特征在于包括改性反应器和气体循环系统，

所述改性反应器包括壳体，壳体内部从上至下依次设置气包、喷管和不锈钢粉末多孔板，所述壳体在不锈钢粉末多孔板下部设有改性气体进口，上部设有改性气体出口；

所述气包顶部开孔连接气体循环系统，底部均匀开设气孔连接喷管；

所述气包为圆筒形，气包底部直径与反应器壳体内径相匹配，与壳体内部用橡胶密封圈密封连接，气包底部采用不锈钢材料，其余部分采用绝缘材料；

所述喷管作为针板放电的阳极连接电源，不锈钢粉末多孔板作为阴极接地；所述喷管底部隔空正对不锈钢粉末多孔板，所述不锈钢粉末多孔板上布置若干微米级孔隙；

所述气体循环系统的进口连接改性反应器的底部，出口连接气包顶部；所述气体循环系统包括循环泵和循环管道，所述循环管道一端连接改性反应器底部，另一端连接气包顶部，所述循环管道中还设有循环管道阀门；

所述喷管底部与不锈钢粉末多孔板上表面的距离为1～2cm；

所述喷管为中空的不锈钢管，直径为2～5mm，长度为1～2cm，间距为2～4cm，沿圆周均匀分布；

所述不锈钢粉末多孔板为圆形板，直径为15～20cm，厚度为0.2～0.5cm。

2.根据权利要求1所述的等离子体改性碳材料的装置，其特征在于所述壳体为圆柱形，由石英玻璃制成，石英玻璃厚度为1cm，直径15～20cm。

3.一种等离子体碳材料改性的方法，采用权利要求1或2所述的等离子体改性碳材料的装置，其特征在于包括以下步骤：

将活性炭粉末均匀放置在不锈钢粉末多孔板上；

打开改性气体进口和改性气体出口，将改性气体注入改性反应器，直至反应器内部的气体全部变为所需的改性气体；

关闭改性气体出口，打开气体循环系统，让改性气体在改性反应器内循环流动，当喷管口有气体喷出，再关闭改性气体进口；

打开电源，使喷管放电将改性气体电离，电压为20～40kv，放电时间为10～20min，放电结束，改性完成。

4.根据权利要求3所述的等离子体碳材料改性的方法，其特征在于所述活性炭粉末为40～60目的颗粒，在不锈钢粉末多孔板上布置的厚度为0.5～1cm。

5.根据权利要求3所述的等离子体碳材料改性的方法，其特征在于所述改性气体为O₂、N₂、NH₃、H₂S、氩气或空气中的一种。