[发明专利]一种用于碳纳米管提纯的预氧化装置

说明书

本发明公开了一种用于碳纳米管提纯的预氧化装置，所述装置包括气体混合单元、预加热器、总反应器、尾气处理单元，碳纳米管收集单元以及冷却单元；所述气体混合单元的一端分别通过管道连接有第一Nsubgt;2/subgt;进气总管和COsubgt;2/subgt;进气总管，并且所述气体混合单元的另一端通过管路连接至所述预加热器，所述预加热器通过管路连接至总反应器；所述总反应器上设置有进料口和出料口，并且设置有连接至尾气处理单元的排气口；所述总反应器的出料口连接至所述碳纳米管收集单元，所述碳纳米管收集单元外部设置有冷却单元。本发明将氮气和二氧化碳进行混合，在高温下对碳纳米管进行预氧化，以对碳纳米管进行提纯，装置的结构简单，易于操作，且能够连续处理较多的材料。

技术领域

本发明涉及一种用于碳纳米管提纯的预氧化装置，属于化工设备技术领域。

背景技术

碳纳米管在生产过程中常会用到铁、钴、镍等金属作为催化剂，并且采用氧化镁、氧化铝、氧化硅等氧化物作为催化剂载体。目前碳纳米管的生产中，使用到催化剂的主要有化学气相沉积法、电弧法等；并且由于催化剂的使用，这些方法生产的碳纳米管通常伴随有一定含量的杂质，如无定形碳，碳纳米颗粒，碳纳米球，催化剂颗粒等。这些杂质极大地阻碍了碳纳米管的物性研究和实际运用，因此，对碳纳米管的提纯技术得到越来越多的重视。

现有关于碳纳米管提纯的途径主要利用碳纳米管与无定形碳等杂质物理或者化学方面的微小差异来达到提纯的目的，常用的提纯方法有：化学氧化法、气相氧化法、液相氧化法等；气相氧化法是在惰性气体的保护下通入微量的含氧气体，如二氧化碳，在一定温度下将无定形碳或者碳纳米颗粒氧化，以达到提纯的目的。

进一步，工业生产过程中需要对大量的碳纳米管进行提纯，因此也需要相应的提纯装置以达到批量化生产的目的。

发明内容

为了解决目前存在的上述问题，本发明提供了一种用于碳纳米管提纯的预氧化装置，将氮气和二氧化碳进行混合，在高温下对碳纳米管进行预氧化，以对碳纳米管进行提纯，该装置的优点是结构简单，易于操作，且能够连续处理较多的材料。

根据本发明的一种用于碳纳米管提纯的预氧化装置，所述技术方案如下：

一种用于碳纳米管提纯的预氧化装置，包括气体混合单元、预加热器、总反应器、尾气处理单元，碳纳米管收集单元以及冷却单元；其中，所述气体混合单元的一端分别通过管道连接有第一N₂进气总管和CO₂进气总管，并且所述气体混合单元的另一端通过管路连接至所述预加热器，所述预加热器通过管路连接至总反应器；所述总反应器上设置有进料口和出料口，并且设置有连接至尾气处理单元的排气口；所述总反应器的出料口连接至所述碳纳米管收集单元，所述碳纳米管收集单元外部设置有冷却单元。

根据本发明的技术方案，所述气体混合单元中通过第一N₂进气总管和CO₂进气总管以一定的比例分别通入N₂和CO₂，并且两种气体在所述气体混合单元中进行混合后，通过管路被输送至所述预加热器，所述预加热器对混合气体进行加热，并通过管路将加热后的混合气体通入总反应器中进行反应。

根据本发明的技术方案，所述总反应器为立式结构，并且排气口设置在所述总反应器的顶部。

根据本发明的技术方案，所述预加热器连接至总反应器的管道从所述总反应器上部进入所述总反应器内部，并延伸至所述总反应器的下部。

根据本发明的技术方案，所述预加热器连接至总反应器的管道上设置有阀门。

根据本发明的技术方案，所述总反应器的进料口设置在所述总反应器上部的一侧，用于进料。

根据本发明的技术方案，所述总反应器的出料口设置在所述总反应器的底部，并且在所述出料口处设置有阀门。