本發(fā)明涉及一種帶有網(wǎng)格電極的反應(yīng)裝置，以及碳納米管的制備方法。

背景技術(shù)：

碳納米管是九十年代初才發(fā)現(xiàn)的一種新型一維納米材料。碳納米管的特殊結(jié)構(gòu)決定了其具有特殊的性質(zhì)，如高抗張強度和高熱穩(wěn)定性；隨著碳納米管螺旋方式的變化，碳納米管可呈現(xiàn)出金屬性或半導(dǎo)體性等。

由于碳納米管具有理想的一維結(jié)構(gòu)以及在力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)等領(lǐng)域優(yōu)良的性質(zhì)，其在材料科學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)等交叉學(xué)科領(lǐng)域已展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景，在科學(xué)研究以及產(chǎn)業(yè)應(yīng)用上也受到越來越多的關(guān)注。目前以碳納米管結(jié)構(gòu)作為生長基底，應(yīng)用于反應(yīng)器中生長新的結(jié)構(gòu)逐漸成為新的研究熱點，逐漸引起了廣泛關(guān)注。

然而，由于碳納米管結(jié)構(gòu)中碳納米管自身條件限制，如尺寸較小等，如何設(shè)置所述碳納米管結(jié)構(gòu)并其作為生長基底并在表面生長出新的結(jié)構(gòu)一直是難以克服的難題。

現(xiàn)有技術(shù)中201210587684.0提供了一種反應(yīng)器，其包括： 一反應(yīng)室，所述反應(yīng)室包括一進氣口及一出氣口，反應(yīng)氣體從所述進氣口 通入流向所述出氣口，進一步包括一碳納米管催化劑復(fù)合層 可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于反應(yīng)室內(nèi)部，該碳納米管催化劑復(fù)合層具有多個微孔，通過所述碳納米管催化劑復(fù)合層的旋轉(zhuǎn)使所述反應(yīng)氣體在反應(yīng)室內(nèi)流動過 程中穿過所述碳納米管催化劑復(fù)合層的多個微孔，通過采用碳納米管層作為生長基底，由于所述碳納米管層中的碳納米管均勻分布且具有較大的比表面積，且所述碳納米管層具有多個空隙，因此催化劑顆?？梢岳喂痰墓潭ǔ练e于所述碳納米管層表面或嵌入所述碳納米管層中，并使反應(yīng)氣體貫穿所述碳納米管層，從而能夠有效的防止其團聚，并提高的反應(yīng)效率。但是由于上述結(jié)構(gòu)的碳納米管催化劑復(fù)合層呈單一的幾何形狀，所在旋轉(zhuǎn)過程中不能均勻的和充入反映室內(nèi)的碳源氣體發(fā)生反應(yīng)，所以造成了個位置的碳納米管長成的形態(tài)差異大，不符合工業(yè)生產(chǎn)的需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述缺陷，本發(fā)明提供了一種網(wǎng)格電極的反應(yīng)裝置和生長碳納米管的方法，以得到形態(tài)差異小的碳納米管材料，具體方案如下：

一種帶有網(wǎng)格電極的反應(yīng)裝置，其包括：一反應(yīng)室，所述反應(yīng)室包括一進氣口及一出氣口，一生長基底，所述生長基底設(shè)置于反應(yīng)室內(nèi)，位于所述進氣口及出氣口之間，所述生長基底包括一圓柱框架和包裹在圓柱框架上的一碳納米管催化劑復(fù)合層，所述圓柱框架可旋轉(zhuǎn)的設(shè)置于反應(yīng)室內(nèi)部，所述圓柱框架的中心轉(zhuǎn)軸垂直于氣流方向，所述碳納米管催化劑復(fù)合層上具有多個微孔，所述微孔在碳納米管催化劑復(fù)合層上呈螺旋線狀排列，通過所述碳納米管催化劑復(fù)合層的旋轉(zhuǎn)使所述反應(yīng)氣體在反應(yīng)室內(nèi)流動過程中穿過所述碳納米管催化劑復(fù)合層的多個微孔,所述反應(yīng)室內(nèi)位于生長基底兩側(cè)分別設(shè)有網(wǎng)格電極。

進一步所述碳納米管催化劑復(fù)合層包括碳納米管層和催化劑顆粒，所述催化劑顆粒均勻分散于所述碳納米管層表面。

進一步所述催化劑顆粒嵌入碳納米管層的微孔中。

進一步所述圓柱框架沿順時針方向旋轉(zhuǎn)。

進一步所述圓柱框架材料為鋁陶瓷。

進一步所述網(wǎng)格電極的平面形狀為長方形、正方形、圓形或橢圓形。

進一步包括電源裝置，該電源裝置與該對網(wǎng)格電極相連接，用于在該對網(wǎng)格電極之間施加一電壓，以在該對網(wǎng)格電極之間產(chǎn)生一電場。

更進一步一種帶有網(wǎng)格電極的反應(yīng)裝置的帶有網(wǎng)格電極的反應(yīng)裝置，主要包括以下步驟：提供如所述的網(wǎng)格電極的反應(yīng)裝置；向所述網(wǎng)格電極的反應(yīng)裝置內(nèi)通入碳源氣體與載氣的混合氣體；旋轉(zhuǎn)所述碳納米管催化劑復(fù)合層并加熱所述碳納米管催化劑復(fù)合層以生長碳納米管。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明中的圓柱形碳納米管催化劑復(fù)合層可以在旋轉(zhuǎn)過程在均勻的和充入反應(yīng)室中的氣體結(jié)合，對于各位置的碳納米管的生長提供較為統(tǒng)一的環(huán)境，以達到生成形態(tài)接近的碳納米管材料。

進一步的利用呈螺旋狀排列的微孔，在旋轉(zhuǎn)時能夠帶動充入反應(yīng)室的氣體呈螺旋狀圍繞在碳納米管催化劑復(fù)合層上，起到充分與氣體相結(jié)合的有益效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖；

圖2為圓柱框架結(jié)構(gòu)圖；

圖3為多個設(shè)置在反應(yīng)室中的生長基底的結(jié)構(gòu)圖。

附圖標(biāo)記；1、反應(yīng)室；2、進氣口；3、出氣口；4、生長基底；5、碳納米管催化劑復(fù)合層；6、微孔；7、網(wǎng)格電極；8、電源裝置；9、圓柱框架。

如下具體實施例將結(jié)合上述附圖進一步說明本發(fā)明。

具體實施方式

下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明一種帶有網(wǎng)格電極的反應(yīng)裝置和碳納米管的制備方法進一步詳細(xì)說明。

這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相鄰”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接 ；可以是機械連接，也可以是電連接 ；可以是直接相鄰，也可以通過中間媒介間接相鄰，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

實施例1

如圖1所示，所示一種帶有網(wǎng)格電極的反應(yīng)裝置，其包括：一反應(yīng)室1，所述反應(yīng)室1包括一進氣口2及一出氣口3，一生長基底4，所述生長基底4設(shè)置于反應(yīng)室內(nèi)1，位于所述進氣口2及出氣口3之間，所述生長基底4包括一圓柱框架9和包裹在圓柱框架9上的一碳納米管催化劑復(fù)合層5，所述圓柱框架9可旋轉(zhuǎn)的設(shè)置于反應(yīng)室1內(nèi)部，所述圓柱框架9的中心轉(zhuǎn)軸垂直于氣流方向，所述碳納米管催化劑復(fù)合層5上具有多個微孔6，所述微孔6在碳納米管催化劑復(fù)合層5上呈螺旋線狀排列，通過所述碳納米管催化劑復(fù)合層5的旋轉(zhuǎn)使所述反應(yīng)氣體在反應(yīng)室1內(nèi)流動過程中穿過所述碳納米管催化劑復(fù)合層5的多個微孔6，所述反應(yīng)室1內(nèi)位于生長基底4兩側(cè)分別設(shè)有網(wǎng)格電極7，所述網(wǎng)格電極7的平面形狀為長方形、正方形、圓形或橢圓形，包括電源裝置8，該電源裝置8與該對網(wǎng)格電極7相連接，用于在該對網(wǎng)格電極7之間施加一電壓，以在該對網(wǎng)格電極7之間產(chǎn)生一電場，所述碳納米管催化劑復(fù)合層5包括碳納米管層和催化劑顆粒，所述催化劑顆粒均勻分散于所述碳納米管層表面，所述催化劑顆粒嵌入碳納米管層的微孔中，所述圓柱框架9沿順時針方向旋轉(zhuǎn)，所述圓柱框架9材料為鋁陶瓷。

實施例2

一種采用一種帶有網(wǎng)格電極的反應(yīng)裝置的帶有網(wǎng)格電極的反應(yīng)裝置，主要包括以下步驟 ：提供所述的網(wǎng)格電極的反應(yīng)裝置；向所述網(wǎng)格電極的反應(yīng)裝置內(nèi)通入碳源氣體與載氣的混合氣體；旋轉(zhuǎn)所述碳納米管催化劑復(fù)合層5并加熱所述碳納米管催化劑復(fù)合層5以生長碳納米管。

實施例3

如圖1所示，所示一種帶有網(wǎng)格電極的反應(yīng)裝置，其包括：一反應(yīng)室1，所述反應(yīng)室1包括一進氣口2及一出氣口3，若干生長基底4，所述生長基底4設(shè)置于反應(yīng)室內(nèi)1，位于所述進氣口2及出氣口3之間，所述生長基底4包括一圓柱框架9和包裹在圓柱框架9上的一碳納米管催化劑復(fù)合層5，所述圓柱框架9可旋轉(zhuǎn)的設(shè)置于反應(yīng)室1內(nèi)部，所述圓柱框架9的中心轉(zhuǎn)軸垂直于氣流方向，所述碳納米管催化劑復(fù)合層5上具有多個微孔6，所述微孔6在碳納米管催化劑復(fù)合層5上呈螺旋線狀排列，通過所述碳納米管催化劑復(fù)合層5的旋轉(zhuǎn)使所述反應(yīng)氣體在反應(yīng)室1內(nèi)流動過程中穿過所述碳納米管催化劑復(fù)合層5的多個微孔6，所述反應(yīng)室1內(nèi)位于若干生長基底4外側(cè)分別設(shè)有網(wǎng)格電極7，所述網(wǎng)格電極7的平面形狀為長方形、正方形、圓形或橢圓形，包括電源裝置8，該電源裝置8與該對網(wǎng)格電極7相連接，用于在該對網(wǎng)格電極7之間施加一電壓，以在該對網(wǎng)格電極7之間產(chǎn)生一電場，所述碳納米管催化劑復(fù)合層5包括碳納米管層和催化劑顆粒，所述催化劑顆粒均勻分散于所述碳納米管層表面，所述催化劑顆粒嵌入碳納米管層的微孔中，所述圓柱框架9沿順時針方向旋轉(zhuǎn)，所述圓柱框架9材料為鋁陶瓷。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。