[发明专利]纳米碳纤维的制备方法和设备

摘要

本发明公开了一种纳米碳纤维的制备方法和设备，要解决的技术问题是提高碳纤维的产率。本发明的制备方法：将竖直设立的管状反应腔内加热，从炉体的上方充入气体1和催化剂，从炉体的下方通入气体2，得到纳米碳纤维，气体1为碳源气体和载气，气体2为氮气或氢气。本发明的制备设备，为竖直的管状密闭反应腔，反应腔上部设有第一进气管和催化剂进入管，反应腔下部设有第二进气管，反应腔外周围设有加热电阻丝。本发明与现有技术相比，采用竖直设立的管状密闭反应腔，上下异向导入气体方式，在流体的作用下，使得碳源和催化剂充分反应、沉积，在反应腔不用做的很大的情况下，实现气相沉积纳米碳纤维产率的提升，促进纳米碳纤维生产的产业化。

主权项

一种纳米碳纤维的制备方法，包括以下步骤：一、将竖直设立的管状密闭反应腔内加热至≥700至≤1200℃；二、同时从炉体的上方充入气体1和催化剂，从炉体的下方通入气体2，时间为1‑120min，得到纳米碳纤维；催化剂流量为固体1‑100g/s.M3，或液体或气体1‑100g/min.M3，为化合物I、化合物II和化合物III，化合物I是Fe的化合物、Co的化合物和Ni的化合物中的一种以上，化合物II是含有化学元素周期表I A、II A、III A、IV A中的一种以上金属元素的化合物，化合物III是除Fe、Co和Ni以外化学元素周期表I B、II B、III B、IV B、V B、VI B、VII B和VIII中的一种以上元素的化合物；化合物I的元素与化合物II和化合物III的元素的原子摩尔比为0.9‑5∶1；气体1为碳源气体和载气的混合气体，碳源气体和载气的体积比为≥2至≤3∶1，流量为1‑100mL/s.M3，碳源气体是甲烷、乙烷、丙烷、丁烯、甲苯、异丁烯、丁二烯、二甲苯、环己烷、甲醛、乙醛、丙酮和苯的一种以上，天然气，液化石油气，挥发性的油或煤油，载气为氮气或氩气；气体2为氮气或氢气，流量为1‑100mL/s.M3。