本發(fā)明涉及納米碳材制備，尤其涉及一種制備納米碳材的裝置。

背景技術(shù)：

納米碳材料是材料科研中研究較為熱門的一個(gè)領(lǐng)域，一般來說，納米碳材料包括碳納米管、納米碳卷等。

相關(guān)技術(shù)中的制備納米碳材的制備裝置存在設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致在制備過程中用于制備的爐膛空間的利用率較低的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提供一種制備納米碳材的裝置，以解決上述技術(shù)問題。

本發(fā)明的實(shí)施例中提供了一種制備納米碳材的裝置，包括由金屬材料制備而成的外殼體，所述外殼體內(nèi)為空腔；所述空腔的內(nèi)部放置有一個(gè)燃燒爐，位于外殼體外的所述燃燒爐的一端設(shè)置有爐門，所述燃燒爐內(nèi)部設(shè)置有一個(gè)氣體導(dǎo)入管；所述氣體導(dǎo)入管下方依靠支撐架支撐；所述支撐架下方緊靠燃燒爐的內(nèi)壁；靠近所述燃燒爐外殼體內(nèi)壁上設(shè)置有保溫層。

本發(fā)明的上述實(shí)施例提供的一種制備納米碳材的裝置，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理，利用支撐架支撐氣體導(dǎo)入管，提升了爐膛的空間利用率，從而解決了上述技術(shù)問題。

附圖說明

此處的附圖被并入說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分，示出了符合本發(fā)明的實(shí)施例，并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的一種制備納米碳材的裝置的隔熱涂料的制備方法的工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

這里將詳細(xì)地對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時(shí)，除非另有表示，不同附圖中的相同數(shù)字表示相同或相似的要素。以下示例性實(shí)施例中所描述的實(shí)施方式并不代表與本發(fā)明相一致的所有實(shí)施方式。相反，它們僅是與如所附權(quán)利要求書中所詳述的、本發(fā)明的一些方面相一致的裝置和方法的例子。

在本申請的描述中，需要說明的是，除非另有規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是機(jī)械連接或電連接，也可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語的具體含義。

結(jié)合以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

應(yīng)用場景1

圖1是根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的一種制備納米碳材的裝置，如圖1所示，包括由金屬材料制備而成的外殼體1，所述外殼體1內(nèi)為空腔；所述空腔的內(nèi)部放置有一個(gè)燃燒爐，位于外殼體外1的所述燃燒爐的一端設(shè)置有爐門2，所述燃燒爐內(nèi)部設(shè)置有一個(gè)氣體導(dǎo)入管3；所述氣體導(dǎo)入管3下方依靠支撐架4支撐；所述支撐架4下方緊靠燃燒爐的內(nèi)壁；靠近所述燃燒爐外殼體內(nèi)壁上設(shè)置有保溫層5。

本發(fā)明的上述實(shí)施例提供的一種制備納米碳材的裝置，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理，利用支撐架支撐氣體導(dǎo)入管，提升了爐膛的空間利用率，從而解決了上述技術(shù)問題。

優(yōu)選地，所述燃燒爐沿外殼體1的水平方向延伸。

優(yōu)選地，所述支撐架4設(shè)置有2～4個(gè)。

優(yōu)選地，所述外殼體1的外部涂刷有隔熱涂料；圖2是根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的一種制備納米碳材的裝置的隔熱涂料的制備方法的工藝流程圖。參照圖2，所述的隔熱涂料，制備方法如下：

A.篩選：取500份重量的蛭石，經(jīng)過風(fēng)選去除蛭石表面的灰塵等雜質(zhì)，得到蛭石原料；

B.處理液配制：將100g Al(NO₃)₃.9H₂O溶解于等體積的二硫化碳，加入50ml環(huán)氧丙烷及20ml甲酰胺；

C.將經(jīng)過A處理的蛭石原料投入步驟B配制好的處理液中2小時(shí)，得到初步膨脹蛭石；將初步膨脹蛭石置于電弧爐中1000℃中，以20℃/min升溫速率，處理2小時(shí)，得到二次膨脹蛭石；

D.將經(jīng)過步驟C處理的二次膨脹蛭石使用超微粉碎機(jī)粉碎和超微磨粉機(jī)細(xì)化后，獲得粒度約為150目的蛭石粉末；

E.將經(jīng)過步驟D處理得到的蛭石粉末置于馬弗爐中，以10℃/min的升溫速率，升溫至300℃后自然冷卻到室溫，將得到的蛭石粉末分別過300目網(wǎng)篩，去除大于300目的蛭石粉末；然后將冷卻蛭石粉末加入到2.0M的硝酸和硫酸混合溶液中，磁力攪拌加熱至70～90℃持續(xù)2小時(shí)，得到固液混合物；

F.在經(jīng)過步驟E得到的固液混合物中加入磷酸氫二鈉-檸檬酸緩沖液，使用氨水調(diào)節(jié)pH值至7.0±0.5，得到混合溶液，并依次向上述溶液中加入濃度為0.5M的硝酸銀和1M的NiC2O4溶液，將上述混合溶液置于5～10Gy¹³⁷Cs產(chǎn)生的γ射線下照射1～2小時(shí)，然后加入50g碳納米管，再次使用10～30Gy¹³⁷Cs產(chǎn)生的γ射線下照射1～1.5小時(shí)；

G.在F步驟處理的溶液中加入納米蒙脫石和TiO2溶液，保持3小時(shí)，使用20Gy的⁶⁰Coγ射線照射3小時(shí)，置于超聲中分散30min，過濾得到固體；

H.將經(jīng)過步驟G處理的固體物質(zhì)置于烘箱中干燥過夜，然后采用超微磨粉機(jī)細(xì)化，過300目網(wǎng)篩，即可得到蛭石隔熱涂料；

I.使用時(shí)，將由步驟H制備的蛭石隔熱涂料溶于適量水和環(huán)氧樹脂融合即可。

對(duì)上述應(yīng)用場景的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示：

表1隔熱涂料的性能

應(yīng)用場景2

圖1是根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的一種制備納米碳材的裝置，如圖1所示，包括由金屬材料制備而成的外殼體1，所述外殼體1內(nèi)為空腔；所述空腔的內(nèi)部放置有一個(gè)燃燒爐，位于外殼體外1的所述燃燒爐的一端設(shè)置有爐門2，所述燃燒爐內(nèi)部設(shè)置有一個(gè)氣體導(dǎo)入管3；所述氣體導(dǎo)入管3下方依靠支撐架4支撐；所述支撐架4下方緊靠燃燒爐的內(nèi)壁；靠近所述燃燒爐外殼體內(nèi)壁上設(shè)置有保溫層5。

本發(fā)明的上述實(shí)施例提供的一種制備納米碳材的裝置，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理，利用支撐架支撐氣體導(dǎo)入管，提升了爐膛的空間利用率，從而解決了上述技術(shù)問題。

優(yōu)選地，所述燃燒爐沿外殼體1的水平方向延伸。

優(yōu)選地，所述支撐架4設(shè)置有2～4個(gè)。

優(yōu)選地，所述外殼體1的外部涂刷有隔熱涂料；圖2是根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的一種制備納米碳材的裝置的隔熱涂料的制備方法的工藝流程圖。參照圖2，所述的隔熱涂料，制備方法如下：

A.篩選：取500份重量的蛭石，經(jīng)過風(fēng)選去除蛭石表面的灰塵等雜質(zhì)，得到蛭石原料；

B.處理液配制：將100g Al(NO₃)₃.9H₂O溶解于等體積的二硫化碳，加入50ml環(huán)氧丙烷及20ml甲酰胺；

C.將經(jīng)過A處理的蛭石原料投入步驟B配制好的處理液中2小時(shí)，得到初步膨脹蛭石；將初步膨脹蛭石置于電弧爐中1000℃中，以20℃/min升溫速率，處理2小時(shí)，得到二次膨脹蛭石；

D.將經(jīng)過步驟C處理的二次膨脹蛭石使用超微粉碎機(jī)粉碎和超微磨粉機(jī)細(xì)化后，獲得粒度約為150目的蛭石粉末；

E.將經(jīng)過步驟D處理得到的蛭石粉末置于馬弗爐中，以10℃/min的升溫速率，升溫至300℃后自然冷卻到室溫，將得到的蛭石粉末分別過300目網(wǎng)篩，去除大于300目的蛭石顆粒；然后將冷卻蛭石粉末加入到2.0M的硝酸和硫酸混合溶液中，磁力攪拌加熱至70～90℃持續(xù)2小時(shí)，得到固液混合物；

F.在經(jīng)過步驟E得到的固液混合物中加入磷酸氫二鈉-檸檬酸緩沖液，使用氨水調(diào)節(jié)pH值至7.0±0.5，得到混合溶液，并依次向上述溶液中加入濃度為0.5M的硝酸銀和1M的NiC2O4溶液，將上述混合溶液置于5～10KG¹³⁷Cs產(chǎn)生的γ射線下照射1～2小時(shí)，然后加入50g碳納米管，再次使用10～30KG¹³⁷Cs產(chǎn)生的γ射線下照射1～1.5小時(shí)；

G.在F步驟處理的溶液中加入納米蒙脫石和TiO2溶液，保持3小時(shí)，使用20Gy的⁶⁰Coγ射線照射3小時(shí)，置于超聲中分散30min，過濾得到固體；

H.將經(jīng)過步驟G處理的固體物質(zhì)置于烘箱中干燥過夜，然后采用超微磨粉機(jī)細(xì)化，過300目網(wǎng)篩，即可得到蛭石隔熱涂料；

I.使用時(shí)，將由步驟H制備的蛭石隔熱涂料溶于適量水和環(huán)氧樹脂融合即可。

對(duì)上述應(yīng)用場景的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示：

表1隔熱涂料的性能

應(yīng)用場景3

圖1是根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的一種制備納米碳材的裝置，如圖1所示，包括由金屬材料制備而成的外殼體1，所述外殼體1內(nèi)為空腔；所述空腔的內(nèi)部放置有一個(gè)燃燒爐，位于外殼體外1的所述燃燒爐的一端設(shè)置有爐門2，所述燃燒爐內(nèi)部設(shè)置有一個(gè)氣體導(dǎo)入管3；所述氣體導(dǎo)入管3下方依靠支撐架4支撐；所述支撐架4下方緊靠燃燒爐的內(nèi)壁；靠近所述燃燒爐外殼體內(nèi)壁上設(shè)置有保溫層5。

本發(fā)明的上述實(shí)施例提供的一種制備納米碳材的裝置，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理，利用支撐架支撐氣體導(dǎo)入管，提升了爐膛的空間利用率，從而解決了上述技術(shù)問題。

優(yōu)選地，所述燃燒爐沿外殼體1的水平方向延伸。

優(yōu)選地，所述支撐架4設(shè)置有2～4個(gè)。

優(yōu)選地，所述外殼體1的外部涂刷有隔熱涂料；圖2是根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的一種制備納米碳材的裝置的隔熱涂料的制備方法的工藝流程圖。參照圖2，所述的隔熱涂料，制備方法如下：

A.篩選：取500份重量的蛭石，經(jīng)過風(fēng)選去除蛭石表面的灰塵等雜質(zhì)，得到蛭石原料；

B.處理液配制：將100g Al(NO₃)₃.9H₂O溶解于等體積的二硫化碳，加入50ml環(huán)氧丙烷及20ml甲酰胺；

C.將經(jīng)過A處理的蛭石原料投入步驟B配制好的處理液中2小時(shí)，得到初步膨脹蛭石；將初步膨脹蛭石置于電弧爐中1000℃中，以20℃/min升溫速率，處理2小時(shí)，得到二次膨脹蛭石；

D.將經(jīng)過步驟C處理的二次膨脹蛭石使用超微粉碎機(jī)粉碎和超微磨粉機(jī)細(xì)化后，獲得粒度約為150目的蛭石粉末；

E.將經(jīng)過步驟D處理得到的蛭石粉末置于馬弗爐中，以10℃/min的升溫速率，升溫至300℃后自然冷卻到室溫，將得到的蛭石粉末分別過300目網(wǎng)篩，去除大于300目的蛭石顆粒；然后將冷卻蛭石粉末加入到2.0M的硝酸和硫酸混合溶液中，磁力攪拌加熱至70～90℃持續(xù)2小時(shí)，得到固液混合物；

F.在經(jīng)過步驟E得到的固液混合物中加入磷酸氫二鈉-檸檬酸緩沖液，使用氨水調(diào)節(jié)pH值至7.0±0.5，得到混合溶液，并依次向上述溶液中加入濃度為0.5M的硝酸銀和1M的NiC2O4溶液，將上述混合溶液置于5～10KG¹³⁷Cs產(chǎn)生的γ射線下照射1～2小時(shí)，然后加入50g碳納米管，再次使用10～30KG¹³⁷Cs產(chǎn)生的γ射線下照射1～1.5小時(shí)；

G.在F步驟處理的溶液中加入納米蒙脫石和TiO2溶液，保持3小時(shí)，使用20Gy的⁶⁰Coγ射線照射3小時(shí)，置于超聲中分散30min，過濾得到固體；

H.將經(jīng)過步驟G處理的固體物質(zhì)置于烘箱中干燥過夜，然后采用超微磨粉機(jī)細(xì)化，過300目網(wǎng)篩，即可得到蛭石隔熱涂料；

I.使用時(shí)，將由步驟H制備的蛭石隔熱涂料溶于適量水和環(huán)氧樹脂融合即可。

對(duì)上述應(yīng)用場景的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示：

表1隔熱涂料的性能

應(yīng)用場景4

圖1是根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的一種制備納米碳材的裝置，如圖1所示，包括由金屬材料制備而成的外殼體1，所述外殼體1內(nèi)為空腔；所述空腔的內(nèi)部放置有一個(gè)燃燒爐，位于外殼體外1的所述燃燒爐的一端設(shè)置有爐門2，所述燃燒爐內(nèi)部設(shè)置有一個(gè)氣體導(dǎo)入管3；所述氣體導(dǎo)入管3下方依靠支撐架4支撐；所述支撐架4下方緊靠燃燒爐的內(nèi)壁；靠近所述燃燒爐外殼體內(nèi)壁上設(shè)置有保溫層5。

本發(fā)明的上述實(shí)施例提供的一種制備納米碳材的裝置，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理，利用支撐架支撐氣體導(dǎo)入管，提升了爐膛的空間利用率，從而解決了上述技術(shù)問題。

優(yōu)選地，所述燃燒爐沿外殼體1的水平方向延伸。

優(yōu)選地，所述支撐架4設(shè)置有2～4個(gè)。

優(yōu)選地，所述外殼體1的外部涂刷有隔熱涂料；圖2是根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的一種制備納米碳材的裝置的隔熱涂料的制備方法的工藝流程圖。參照圖2，所述的隔熱涂料，制備方法如下：

A.篩選：取500份重量的蛭石，經(jīng)過風(fēng)選去除蛭石表面的灰塵等雜質(zhì)，得到蛭石原料；

B.處理液配制：將100g Al(NO₃)₃.9H₂O溶解于等體積的二硫化碳，加入50ml環(huán)氧丙烷及20ml甲酰胺；

C.將經(jīng)過A處理的蛭石原料投入步驟B配制好的處理液中2小時(shí)，得到初步膨脹蛭石；將初步膨脹蛭石置于電弧爐中1000℃中，以20℃/min升溫速率，處理2小時(shí)，得到二次膨脹蛭石；

D.將經(jīng)過步驟C處理的二次膨脹蛭石使用超微粉碎機(jī)粉碎和超微磨粉機(jī)細(xì)化后，獲得粒度約為150目的蛭石粉末；

E.將經(jīng)過步驟D處理得到的蛭石粉末置于馬弗爐中，以10℃/min的升溫速率，升溫至300℃后自然冷卻到室溫，將得到的蛭石粉末分別過300目網(wǎng)篩，去除大于300目的蛭石顆粒；然后將冷卻蛭石粉末加入到2.0M的硝酸和硫酸混合溶液中，磁力攪拌加熱至70～90℃持續(xù)2小時(shí)，得到固液混合物；

F.在經(jīng)過步驟E得到的固液混合物中加入磷酸氫二鈉-檸檬酸緩沖液，使用氨水調(diào)節(jié)pH值至7.0±0.5，得到混合溶液，并依次向上述溶液中加入濃度為0.5M的硝酸銀和1M的NiC2O4溶液，將上述混合溶液置于5～10KG¹³⁷Cs產(chǎn)生的γ射線下照射1～2小時(shí)，然后加入50g碳納米管，再次使用10～30KG¹³⁷Cs產(chǎn)生的γ射線下照射1～1.5小時(shí)；

G.在F步驟處理的溶液中加入納米蒙脫石和TiO2溶液，保持3小時(shí)，使用20Gy的⁶⁰Coγ射線照射3小時(shí)，置于超聲中分散30min，過濾得到固體；

H.將經(jīng)過步驟G處理的固體物質(zhì)置于烘箱中干燥過夜，然后采用超微磨粉機(jī)細(xì)化，過300目網(wǎng)篩，即可得到蛭石隔熱涂料；

I.使用時(shí)，將由步驟H制備的蛭石隔熱涂料溶于適量水和環(huán)氧樹脂融合即可。

對(duì)上述應(yīng)用場景的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示：

表1隔熱涂料的性能

應(yīng)用場景5

圖1是根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的一種制備納米碳材的裝置，如圖1所示，包括由金屬材料制備而成的外殼體1，所述外殼體1內(nèi)為空腔；所述空腔的內(nèi)部放置有一個(gè)燃燒爐，位于外殼體外1的所述燃燒爐的一端設(shè)置有爐門2，所述燃燒爐內(nèi)部設(shè)置有一個(gè)氣體導(dǎo)入管3；所述氣體導(dǎo)入管3下方依靠支撐架4支撐；所述支撐架4下方緊靠燃燒爐的內(nèi)壁；靠近所述燃燒爐外殼體內(nèi)壁上設(shè)置有保溫層5。

本發(fā)明的上述實(shí)施例提供的一種制備納米碳材的裝置，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理，利用支撐架支撐氣體導(dǎo)入管，提升了爐膛的空間利用率，從而解決了上述技術(shù)問題。

優(yōu)選地，所述燃燒爐沿外殼體1的水平方向延伸。

優(yōu)選地，所述支撐架4設(shè)置有2～4個(gè)。

優(yōu)選地，所述外殼體1的外部涂刷有隔熱涂料；圖2是根據(jù)一示例性實(shí)施例示出的一種制備納米碳材的裝置的隔熱涂料的制備方法的工藝流程圖。參照圖2，所述的隔熱涂料，制備方法如下：

A.篩選：取500份重量的蛭石，經(jīng)過風(fēng)選去除蛭石表面的灰塵等雜質(zhì)，得到蛭石原料；

B.處理液配制：將100g Al(NO₃)₃.9H₂O溶解于等體積的二硫化碳，加入50ml環(huán)氧丙烷及20ml甲酰胺；

C.將經(jīng)過A處理的蛭石原料投入步驟B配制好的處理液中2小時(shí)，得到初步膨脹蛭石；將初步膨脹蛭石置于電弧爐中1000℃中，以20℃/min升溫速率，處理2小時(shí)，得到二次膨脹蛭石；

D.將經(jīng)過步驟C處理的二次膨脹蛭石使用超微粉碎機(jī)粉碎和超微磨粉機(jī)細(xì)化后，獲得粒度約為150目的蛭石粉末；

E.將經(jīng)過步驟D處理得到的蛭石粉末置于馬弗爐中，以10℃/min的升溫速率，升溫至300℃后自然冷卻到室溫，將得到的蛭石粉末分別過300目網(wǎng)篩，去除大于300目的蛭石顆粒；然后將冷卻蛭石粉末加入到2.0M的硝酸和硫酸混合溶液中，磁力攪拌加熱至70～90℃持續(xù)2小時(shí)，得到固液混合物；

F.在經(jīng)過步驟E得到的固液混合物中加入磷酸氫二鈉-檸檬酸緩沖液，使用氨水調(diào)節(jié)pH值至7.0±0.5，得到混合溶液，并依次向上述溶液中加入濃度為0.5M的硝酸銀和1M的NiC2O4溶液，將上述混合溶液置于5～10KG¹³⁷Cs產(chǎn)生的γ射線下照射1～2小時(shí)，然后加入50g碳納米管，再次使用10～30KG¹³⁷Cs產(chǎn)生的γ射線下照射1～1.5小時(shí)；

G.在F步驟處理的溶液中加入納米蒙脫石和TiO2溶液，保持3小時(shí)，使用20Gy的⁶⁰Coγ射線照射3小時(shí)，置于超聲中分散30min，過濾得到固體；

H.將經(jīng)過步驟G處理的固體物質(zhì)置于烘箱中干燥過夜，然后采用超微磨粉機(jī)細(xì)化，過300目網(wǎng)篩，即可得到蛭石隔熱涂料；

I.使用時(shí)，將由步驟H制備的蛭石隔熱涂料溶于適量水和環(huán)氧樹脂融合即可。

表1隔熱涂料的性能

綜上所述，本發(fā)明采用的隔熱涂料具有以下特點(diǎn)：

(1)本發(fā)明的蛭石與納米銀進(jìn)行復(fù)合時(shí)，由于加入了碳納米管、納米蒙脫石和鈦等物質(zhì)，增加了整個(gè)復(fù)合材料的比表面積，使其具有較好的吸附性能和分散性，同時(shí)具有優(yōu)良隔熱性能；

(2)本發(fā)明的蛭石經(jīng)過γ射線輻照后，使蛭石的表面基團(tuán)活力增強(qiáng)，與碳納米管和納米銀的結(jié)合能力增強(qiáng)，使碳納米管和納米銀、蒙脫石等大量吸附到蛭石的孔隙中，一方面增強(qiáng)了蛭石的隔熱性能，另一方名還使蛭石涂料的抗菌性能提高；

(3)本發(fā)明中使用蛭石是天然的礦物，其價(jià)格低廉，儲(chǔ)量豐富，且蛭石具有很好的隔熱性能，是一種優(yōu)良的隔熱涂料，制備的蛭石隔熱涂料具有更好穩(wěn)定性，且不產(chǎn)生有毒有害的物質(zhì)，是一種綠色天然的環(huán)保涂料。

最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。