[发明专利]一种固体聚烯烃二阶烧制碳纳米管的系统

说明书

本发明涉及碳纳米管生产设备技术领域，具体公开了一种固体聚烯烃二阶烧制碳纳米管的系统。所述的固体聚烯烃二阶烧制碳纳米管的系统，其包括第一阶烧制装置、气体输送装置以及第二阶烧制装置；所述的第一阶烧制装置用于将固体聚烯烃热解成热解气体；所述的气体输送装置用于将第一阶烧制装置中热解得到的热解气体输入到第二阶烧制装置；所述的第二阶烧制装置用于将热解气体进行加热催化反应进而得到碳纳米管。采用该系统使得生产易操作，适合工业应用，同时还具有较高的碳转化率。

技术领域

本发明涉及碳纳米管生产设备技术领域，具体涉及一种固体聚烯烃二阶烧制碳纳米管的系统。

背景技术

碳纳米管，又名巴基管，是一种具有特殊结构的一维量子材料。由于其具有优异的力学、电学和化学性能，因此在材料领域得到了广泛的应用。目前，碳纳米管的生产方法包括电弧放电法、激光烧蚀法、化学气相沉积法(碳氢气体热解法)、固相热解法、辉光放电法、气体燃烧法以及聚合反应合成法等。

中国发明专利CN200410011337.9公开了一种燃烧聚烯烃合成碳纳米管的方法；其采用聚烯烃、增容剂与有机改性蒙脱土、镍负载催化剂按一定组成比在密炼机或双螺杆挤出机中熔融混合，在坩埚中通过煤气火焰加热，使其在660～850℃下燃烧的方法来制备碳纳米管。由于其缺乏专用的生产设备，导致了以聚烯烃为原料在制备碳纳米管的过程中碳转化率不高。因此，急需开发一种以聚烯烃为原料在制备碳纳米管的专用设备。

发明内容

为了克服现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种固体聚烯烃二阶烧制碳纳米管的系统。

一种固体聚烯烃二阶烧制碳纳米管的系统，其包括第一阶烧制装置、气体输送装置以及第二阶烧制装置；

所述的第一阶烧制装置用于将固体聚烯烃热解成热解气体；

所述的气体输送装置用于将第一阶烧制装置中热解得到的热解气体输入到第二阶烧制装置；

所述的第二阶烧制装置用于将热解气体进行加热催化反应进而得到碳纳米管。

优选地，所述的固体聚烯烃二阶烧制碳纳米管的系统，还包括加料粉碎装置；

所述的加料粉碎装置与第一阶烧制装置相连，用于将固体聚烯烃进行粉碎，并将粉碎料加入到第一阶烧制装置中。

优选地，所述的气体输送装置上还设置有保护气氛通气管、气体流量计以及至少两个气阀。

优选地，所述的保护气氛通气管用于向第一阶烧制装置和第二阶烧制装置中通入或排放保护气氛。

优选地，所述的气阀包括第一气阀和第二气阀。

优选地，所述的第一气阀位于第一阶烧制装置和保护气氛通气管之间；所述的第二气阀位于保护气氛通气管和第二阶烧制装置之间；

当关闭第二气阀，打开第一气阀时，可以通过保护气氛通气管向第一阶烧制装置中通入保护气氛；

当关闭第一气阀，打开第二气阀时，可以通过保护气氛通气管向第二阶烧制装置中通入保护气氛。

优选地，所述的第二阶烧制装置中还包含催化剂床层；所述的催化剂床层上固定有催化剂。

优选地，所述的催化剂由沸石、金属过氧化物以及金属氧化物组成；

其中，沸石、金属过氧化物以及金属氧化物的重量比为5～10:1:1。

优选地，所述的金属过氧化物选自过氧化镁。

优选地，所述的金属氧化物选自三氧化二铝。

优选地，所述的催化剂通过如下方法制备得到：

(1)将沸石加入到水中，然后加入分散剂在超声条件下搅拌0.5～1h；