一种连续批量纯化单壁碳纳米管的方法及其系统

    公开(公告)号:CN118306980A

    公开(公告)日:2024-07-09

    申请号:CN202410526354.3

    申请日:2024-04-28

    IPC分类号: C01B32/17 C01B32/159

    摘要: 本发明属于纳米材料的制备与纯化处理技术领域,涉及一种连续批量纯化单壁碳纳米管的方法及其系统。该方法通过电弧放电产生的高温区域快速蒸发碳纳米管中的金属催化剂杂质颗粒,达到纯化碳管的效果。进一步通过引入碳管粉体的管道管径和输送的气体流量控制从电极枪中进入到电弧区域的碳管含量和停留时间,能进行连续批量纯化单壁碳纳米管。本发明的有益技术效果是,该方法纯化效率能达到150~300g/min,纯化后的纯度能从40%提高到95%以上。本发明实现了干法快速纯化,避免了传统酸洗纯化带来的废酸污染,同时电弧高温还提高了碳管的石墨化程度,能实现连续批量纯化,具有重要的商业化应用价值。

    一种采用流动催化剂制备单壁碳纳米管的装置及其方法

    公开(公告)号:CN115403030B

    公开(公告)日:2023-09-19

    申请号:CN202211157848.6

    申请日:2022-09-22

    IPC分类号: C01B32/159 C01B32/162

    摘要: 本发明属于纳米材料制备技术领域,涉及一种采用流动催化剂制备单壁碳纳米管的装置及其方法。本发明装置包括:金属催化剂熔炼单元,传输单元,助剂导入单元,等离子体反应合成单元和收集单元。本发明在生长碳管前期对金属催化剂进行熔炼处理,能去除催化剂中的杂质并且得到活性较高的晶体形态或物相的催化剂,同时在等离子体电弧区域经过的是流动的金属催化剂,保证了持续供应新的金属催化剂,能防止催化剂失活,进行长时间稳定制备高产率的单壁碳纳米管,该方法具有重要的商业化生产价值。同时制备的单壁碳纳米管初产物收率为50‑200g/h,纯度70%以上,平均拉曼表征IG/ID为50以上,具有较高的品质。

    一种采用流动催化剂制备单壁碳纳米管的装置及其方法

    公开(公告)号:CN115403030A

    公开(公告)日:2022-11-29

    申请号:CN202211157848.6

    申请日:2022-09-22

    IPC分类号: C01B32/159 C01B32/162

    摘要: 本发明属于纳米材料制备技术领域,涉及一种采用流动催化剂制备单壁碳纳米管的装置及其方法。本发明装置包括:金属催化剂熔炼单元,传输单元,助剂导入单元,等离子体反应合成单元和收集单元。本发明在生长碳管前期对金属催化剂进行熔炼处理,能去除催化剂中的杂质并且得到活性较高的晶体形态或物相的催化剂,同时在等离子体电弧区域经过的是流动的金属催化剂,保证了持续供应新的金属催化剂,能防止催化剂失活,进行长时间稳定制备高产率的单壁碳纳米管,该方法具有重要的商业化生产价值。同时制备的单壁碳纳米管初产物收率为50‑200g/h,纯度70%以上,平均拉曼表征IG/ID为50以上,具有较高的品质。

    一种可扩展电弧放电制备寡壁碳纳米管的装置和方法

    公开(公告)号:CN116672987A

    公开(公告)日:2023-09-01

    申请号:CN202310833503.6

    申请日:2023-07-07

    摘要: 本发明属于纳米材料制备技术领域,涉及一种可扩展电弧放电制备寡壁碳纳米管的装置和方法。该装置包括:至少一个合成单元、至少一个刮除单元、至少一个阻隔单元、至少一个收集单元、催化剂熔体和驱动单元;本发明采用旋转移动的催化剂熔体连接双电极直流电弧,可连续制备均一催化剂纳米粒子,旋转移动熔体和刮除单元配合将附着在催化剂熔体表面的焦碳清除,保持催化剂表面的洁净,利于可持续制备出均一的催化剂纳米粒子用于生长寡壁碳纳米管,保持设备长时间续稳定生长寡壁碳纳米管,对突破高产量兼具高品质寡壁碳纳米管尤为重要,具有重大的商业化价值。

    一种具有电磁屏蔽性的无基底单壁碳纳米管布的制备方法

    公开(公告)号:CN116239105A

    公开(公告)日:2023-06-09

    申请号:CN202310251172.5

    申请日:2023-03-15

    摘要: 本发明公开了一种具有电磁屏蔽性的无基底单壁碳纳米管布的制备方法。该制备方法先采用电弧放电法制备得到单壁碳纳米管溶胶,再将单壁碳纳米管溶胶通过气体过滤吸附成型法使单壁碳纳米管溶胶实现自主装沉积,形成布状夹层结构产物,最终制备得到高电导率的具有电磁屏蔽性的无基底单壁碳纳米管布。该单壁碳纳米管布的拉曼表征IG/ID为60以上,密度在0.05~0.1g/cm3,最大拉伸强度为7.4MPa,电导率为0.2~5.0S/cm,具有轻质高强导电好的特点。同时单壁碳纳米管布不用经过后续处理,直接按尺寸裁剪使用,具有优异的电磁屏蔽性能,在8.2~12.4GHz频率范围内的电磁屏蔽值始终保持在‑55dB附近,具有重要的商业化及军事方面的应用价值。

    一种单壁碳纳米管的制备装置和方法

    公开(公告)号:CN114053985A

    公开(公告)日:2022-02-18

    申请号:CN202111322714.0

    申请日:2021-11-09

    摘要: 本发明属于新材料技术领域,特别涉及一种单壁碳纳米管的制备装置和方法。制备装置包括催化剂蒸发腔、催化剂筛选器、化学气相沉积腔和气固分离腔串联而成;制备方法为:设置于催化剂蒸发腔的高温蒸发枪将催化剂蒸发形成微小催化剂颗粒,在载气带动下进入催化剂筛选器,利用筛选器的交替挡板结构,对催化剂颗粒尺度进行筛选,有效的细小颗粒进入化学气相沉积生长腔,与反应气裂解的活性碳原子结合,生成单壁碳纳米管,催化剂筛选器的引入,有效地将大尺寸颗粒排除掉,避免大颗粒进入化学沉积腔内生成多壁碳纳米管等副产物,有效提高单壁碳纳米管的含量和纯度。实现对高品质单壁碳纳米管结构的调控,且可连续批量化制备,具有重大商业价值。

    一种直流电弧放电制备单/双壁碳纳米管的方法和系统

    公开(公告)号:CN118343745A

    公开(公告)日:2024-07-16

    申请号:CN202410598795.4

    申请日:2024-05-14

    IPC分类号: C01B32/162 C01B32/159

    摘要: 本发明属于纳米材料制备技术领域,涉及一种直流电弧放电制备单/双壁碳纳米管的方法和系统,该方法将引弧气体、催化剂混合物和限弧混合气体通过多通道电极枪分别进入反应区,位于最外层通道的限弧混合气体形成气幕墙,对非刚性的电弧弧柱进行压缩约束,使核心反应区的温度提高,同时调节催化剂混合物与电弧弧柱接触机率和时间,得到制备出生长单/双壁碳纳米管所需的1‑18纳米的催化剂粒子,连续稳定的制备出高结晶型的单/双壁碳纳米管。该方法对电弧放电法制备高品质单/双壁碳纳米管规模化,具有重大的商业化价值。

    一种单双壁碳纳米管快速出料装置及其制备方法

    公开(公告)号:CN117816058A

    公开(公告)日:2024-04-05

    申请号:CN202410026554.2

    申请日:2024-01-08

    摘要: 本发明公开了一种单双壁碳纳米管快速出料装置及其制备方法。该制备方法通过在卧式高温合成单元上部多处均匀喷入催化剂颗粒,进入高温反应区,底部补加原料气进行碳纳米管生长,在反应器的端部设有阵列式进气管,可以通入大气流将生成的碳纳米管快速吹扫至尾部。同时,在尾部的旋转伸缩收集装置可以将生成的碳管产物收集。本装置方法能快速生成大量单双壁碳纳米管,同时碳管产物能够快速出料,保证了炉膛内部无产物堆积的状况,可以进行长时间稳定制备高产率的单双壁碳纳米管,具有重要的商业化应用价值。同时制备的单双壁碳纳米管初产物收率达到500g/h以上,纯度70%以上,拉曼表征IG/ID为40以上,具有高的产率和品质。

    一种高导电碳包覆单壁碳纳米管碳网及制备方法和应用

    公开(公告)号:CN117623287A

    公开(公告)日:2024-03-01

    申请号:CN202311532261.3

    申请日:2023-11-16

    摘要: 本发明属于特殊结构的碳纳米管制备领域,涉及一种高导电碳包覆单壁碳纳米管碳网及制备方法和应用。该方法采用等离子电弧放电法制备单壁碳纳米管,采用原位电弧放电法或高温化学气相沉积法将气态碳源处理后形成高结晶度碳层包覆在单壁碳纳米管表面,得到具有宏观上丝状结构的高导电碳包覆单壁碳纳米管碳网。该方法能使产物的纯度提高2倍以上,产率提升3倍以上。同时在碳管表面包覆的高结晶度碳能有效提高产物的导电性和分散性,其粉体电导率可以达到1.3×104S·m‑1。这种方法极大了节约了生产成本,减少了纯化出单位质量产物的酸用量,降低了废酸对环境的污染,同时产物有高导电性和良好的分散性,在导电浆料等方面具有重要的应用价值。

    一种轻质耐海洋环境用的吸波涂料及其制备方法

    公开(公告)号:CN117511338A

    公开(公告)日:2024-02-06

    申请号:CN202311532891.0

    申请日:2023-11-16

    IPC分类号: C09D163/00 C09D5/32 C09D5/08

    摘要: 本发明涉及纳米吸波材料制备和海洋环境吸波涂料制备技术领域,尤其公开了一种轻质耐海洋环境用的吸波涂料及其制备方法,该吸波涂料包括纳米轻密度吸波剂涂料预分散体、纳米介电损耗型重密度吸波剂和固化剂;且纳米轻密度吸波剂涂料预分散体中包含通过原位制备出高结晶型的碳包覆单壁碳纳米管的材料,该高结晶型碳包覆单壁碳纳米管结构稳定,不仅具备优异的吸波特性同时具备良好的耐腐蚀性。本发明制得的吸波涂料涂层厚度在10mm时,在2‑18GHz频段范围内,其中≤‑10dB的吸收频宽超过11.6GHz,同时满足中性盐雾条件下1200h后反射率变化在±5%,能够提高吸波涂层的环境适应性和寿命。