本發(fā)明涉及一種碳納米管的制備裝置，以及制備方法。

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(qiáng)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(lái)越多的關(guān)注。目前以碳納米管結(jié)構(gòu)作為生長(zhǎng)基底，應(yīng)用于反應(yīng)器中生長(zhǎng)新的結(jié)構(gòu)逐漸成為新的研究熱點(diǎn)，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?xiàng)l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(zhǎng)基底并在表面生長(zhǎng)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(jìn)氣口及一出氣口，反應(yīng)氣體從所述進(jìn)氣口 通入流向所述出氣口，進(jìn)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(gè)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(dòng)過 程中穿過所述碳納米管催化劑復(fù)合層的多個(gè)微孔，通過采用碳納米管層作為生長(zhǎng)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(gè)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(tuán)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(gè)位置的碳納米管長(zhǎng)成的形態(tài)差異大，不符合工業(yè)生產(chǎn)的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述缺陷，本發(fā)明提供了一種碳納米管的制備裝置和生長(zhǎng)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：

一種碳納米管的制備裝置，其包括：一反應(yīng)室，所述反應(yīng)室包括一進(jìn)氣口及一出氣口，一生長(zhǎng)基底，所述生長(zhǎng)基底設(shè)置于反應(yīng)室內(nèi)，位于所述進(jìn)氣口及出氣口之間，所述生長(zhǎng)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(gè)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(dòng)過程中穿過所述碳納米管催化劑復(fù)合層的多個(gè)微孔。

進(jìn)一步所述碳納米管催化劑復(fù)合層包括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(jìn)一步所述催化劑顆粒嵌入碳納米管層的微孔中。

進(jìn)一步所述圓柱框架沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。

進(jìn)一步所述圓柱框架材料為鋁陶瓷。

進(jìn)一步包括第一電極和第二電極間隔設(shè)置且與所述碳納米管催化劑復(fù)合層電連接。

更進(jìn)一步一種采用所述碳納米管的制備裝置制備碳納米管的方法，主要包括以下步驟 ：提供如所述的碳納米管的制備裝置；向所述碳納米管的制備裝置內(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(zhǎng)碳納米管。

相對(duì)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(duì)于各位置的碳納米管的生長(zhǎng)提供較為統(tǒng)一的環(huán)境，以達(dá)到生成形態(tài)接近的碳納米管材料。

進(jìn)一步的利用呈螺旋狀排列的微孔，在旋轉(zhuǎn)時(shí)能夠帶動(dòng)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(shuō)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(gè)設(shè)置在反應(yīng)室中的生長(zhǎng)基底的結(jié)構(gòu)圖。

附圖標(biāo)記；1、反應(yīng)室；2、進(jìn)氣口；3、出氣口；4、生長(zhǎng)基底；5、碳納米管催化劑復(fù)合層；6、微孔；7、第一電極；8、第二電極；9、圓柱框架。

如下具體實(shí)施例將結(jié)合上述附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說(shuō)明書附圖對(duì)本發(fā)明一種碳納米管的制備裝置和制備方法進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說(shuō)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(yǔ)“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(jiǎn)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(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)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(gè)或者更多個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說(shuō)明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“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(jī)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(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)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(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

實(shí)施例1

如圖1所示，所示一種碳納米管的制備裝置，其包括：一反應(yīng)室1，所述反應(yīng)室1包括一進(jìn)氣口2及一出氣口3，一生長(zhǎng)基底4，所述生長(zhǎng)基底4設(shè)置于反應(yīng)室內(nèi)1，位于所述進(jìn)氣口2及出氣口3之間，所述生長(zhǎng)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(gè)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(dòng)過程中穿過所述碳納米管催化劑復(fù)合層5的多個(gè)微孔6，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(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，所述圓柱框架9材料為鋁陶瓷，包括第一電極7和第二電極8間隔設(shè)置且與所述碳納米管催化劑復(fù)合層5電連接。

實(shí)施例2

一種采用所述碳納米管的制備裝置制備碳納米管的方法，主要包括以下步驟 ：提供一所述的碳納米管的制備裝置；向所述碳納米管的制備裝置內(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(zhǎng)碳納米管。

實(shí)施例3

所示一種碳納米管的制備裝置，其包括：一反應(yīng)室1，所述反應(yīng)室1包括一進(jìn)氣口2及一出氣口3，若干生長(zhǎng)基底4，所述生長(zhǎng)基底4設(shè)置于反應(yīng)室內(nèi)1，位于所述進(jìn)氣口2及出氣口3之間，所述生長(zhǎng)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(gè)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(dòng)過程中穿過所述碳納米管催化劑復(fù)合層5的多個(gè)微孔6，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(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，所述圓柱框架9材料為鋁陶瓷，包括第一電極7和第二電極8間隔設(shè)置且與所述碳納米管催化劑復(fù)合層5電連接。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。