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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
申请人： 江西铜业技术研究院有限公司
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。
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公开(公告)号：CN113860287B
公开(公告)日：2022-12-27
申请号：CN202111109504.3
申请日：2021-09-22
申请人： 江西铜业技术研究院有限公司
IPC分类号： C01B32/159 , C01B32/162 , B82Y30/00 , B82Y40/00
摘要： 本发明属于新材料技术领域，特别涉及一种等离子体电弧法制备单壁碳纳米管的系统和方法。该系统包括粉末进料单元、等离子体电弧炉单元、气路和冷却辅助单元，以及收集单元；制备方法为：将等离子体电弧炉引弧至反应区预热至指定温度，再将粉末催化剂及助剂，经进料装置利用载气由电弧炉阴极进入石墨坩埚中，经高温化学反应获得单壁碳纳米管产物，进而利用石墨坩埚外围载气吹出炉体，通过收集单元获得最终产物。本发明装置及方法利用局限于深型石墨坩埚中的电弧形成的高温区，获得更高的反应温度及更长的反应停留时间，同时利用电弧等离子的活化作用，可制备得到具有高结晶度的单壁碳纳米管，且可实现连续、高效率制备，具有重大商业价值。
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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
申请人： 江西铜业技术研究院有限公司
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。
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公开(公告)号：CN113929084A
公开(公告)日：2022-01-14
申请号：CN202111322710.2
申请日：2021-11-09
申请人： 江西铜业技术研究院有限公司
IPC分类号： C01B32/159 , C01B32/164
摘要： 本发明属于新材料技术领域，涉及一种单壁碳纳米管的制备收集系统及单壁碳纳米管。该系统包括：用于将原料气体和等离子体在反应腔内混合，并形成稳定的气流场，使二者充分接触以提高能量的利用率，同时利用上升的气流排出产物的V字形反应单元；用于将排出的物料进行气固分离和过滤的收集单元；收集单元与V字形反应单元的出料口连接，且收集单元上设有排气口和排料口。本发明的有益效果是：具有使用方便，可连续生产，同时利用V字形反应单元实现反应气流与等离子体同向，使反应气流从等离子体四周流过，增大了原料与等离子体接触的机率，提高了能量的利用率，将碳转化率提高至少2倍，大幅度降低了成本，得到单壁碳纳米管的G/D比不低于28。
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公开(公告)号：CN114162804B
公开(公告)日：2023-02-24
申请号：CN202111370130.0
申请日：2021-11-18
申请人： 江西铜业技术研究院有限公司
IPC分类号： C01B32/159 , C01B32/162 , C01B32/164
摘要： 本发明属于纳米材料制备技术领域，涉及一种可扩展浮动催化裂解制备单壁碳纳米管的装置和方法。该装置包括：送粉器、产物合成单元和产物收集单元，所述装置还包括用于对催化剂粒子进行预热和加速的催化剂预处理单元；其中，所述送粉器与所述催化剂预处理单元的一端连接，所述催化剂预处理单元的另一端与所述产物合成单元的一端连接，所述产物合成单元的另一端与所述产物收集单元连接，且所述产物合成单元与所述催化剂预处理单元连接的一端的端部设有碳源混合气体入口。本发明所述装置和方法易于实施，有利于实现单壁碳纳米管的规模化连续制备，对助推单壁碳纳米管产业化具有重大意义，同时对于其他类似反应器有相似的效果，具有一定的通用性。
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公开(公告)号：CN113929084B
公开(公告)日：2022-11-29
申请号：CN202111322710.2
申请日：2021-11-09
申请人： 江西铜业技术研究院有限公司
IPC分类号： C01B32/159 , C01B32/164
摘要： 本发明属于新材料技术领域，涉及一种单壁碳纳米管的制备收集系统及单壁碳纳米管。该系统包括：用于将原料气体和等离子体在反应腔内混合，并形成稳定的气流场，使二者充分接触以提高能量的利用率，同时利用上升的气流排出产物的V字形反应单元；用于将排出的物料进行气固分离和过滤的收集单元；收集单元与V字形反应单元的出料口连接，且收集单元上设有排气口和排料口。本发明的有益效果是：具有使用方便，可连续生产，同时利用V字形反应单元实现反应气流与等离子体同向，使反应气流从等离子体四周流过，增大了原料与等离子体接触的机率，提高了能量的利用率，将碳转化率提高至少2倍，大幅度降低了成本，得到单壁碳纳米管的G/D比不低于28。
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公开(公告)号：CN114890407A
公开(公告)日：2022-08-12
申请号：CN202210608795.9
申请日：2022-05-31
申请人： 江西铜业技术研究院有限公司
IPC分类号： C01B32/159 , C01B32/162 , B01J31/02 , B01J27/22 , B01J35/02 , B82Y40/00
摘要： 本发明涉及一种等离子体制备单壁碳纳米管的装置和方法。该装置包括：催化剂等离子发生器，产物合成单元和产物收集单元，催化剂等离子发生器与产物合成单元的一端连接，产物合成单元的另一端与产物收集单元连接，且产物合成单元与催化剂等离子发生器连接的一端的端部设有碳源混合气入口。本发明的有益效果，由于采用上述技术方案，该装置和方法不仅可以有效的降低等离子发生器制备催化剂纳米粒子的功率，节能降耗；同时可以优化调控制备出的催化剂纳米粒子的粒径分布，利于控制和优化生长的产物的均一性，具有重大商业价值。同时对于其他类似反应器有相似的效果，具有一定的通用性。
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公开(公告)号：CN114162804A
公开(公告)日：2022-03-11
申请号：CN202111370130.0
申请日：2021-11-18
申请人： 江西铜业技术研究院有限公司
IPC分类号： C01B32/159 , C01B32/162 , C01B32/164
摘要： 本发明属于纳米材料制备技术领域，涉及一种可扩展浮动催化裂解制备单壁碳纳米管的装置和方法。该装置包括：送粉器、产物合成单元和产物收集单元，所述装置还包括用于对催化剂粒子进行预热和加速的催化剂预处理单元；其中，所述送粉器与所述催化剂预处理单元的一端连接，所述催化剂预处理单元的另一端与所述产物合成单元的一端连接，所述产物合成单元的另一端与所述产物收集单元连接，且所述产物合成单元与所述催化剂预处理单元连接的一端的端部设有碳源混合气体入口。本发明所述装置和方法易于实施，有利于实现单壁碳纳米管的规模化连续制备，对助推单壁碳纳米管产业化具有重大意义，同时对于其他类似反应器有相似的效果，具有一定的通用性。
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公开(公告)号：CN113860287A
公开(公告)日：2021-12-31
申请号：CN202111109504.3
申请日：2021-09-22
申请人： 江西铜业技术研究院有限公司
IPC分类号： C01B32/159 , C01B32/162 , B82Y30/00 , B82Y40/00
摘要： 本发明属于新材料技术领域，特别涉及一种等离子体电弧法制备单壁碳纳米管的系统和方法。该系统包括粉末进料单元、等离子体电弧炉单元、气路和冷却辅助单元，以及收集单元；制备方法为：将等离子体电弧炉引弧至反应区预热至指定温度，再将粉末催化剂及助剂，经进料装置利用载气由电弧炉阴极进入石墨坩埚中，经高温化学反应获得单壁碳纳米管产物，进而利用石墨坩埚外围载气吹出炉体，通过收集单元获得最终产物。本发明装置及方法利用局限于深型石墨坩埚中的电弧形成的高温区，获得更高的反应温度及更长的反应停留时间，同时利用电弧等离子的活化作用，可制备得到具有高结晶度的单壁碳纳米管，且可实现连续、高效率制备，具有重大商业价值。
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公开(公告)号：CN114890407B
公开(公告)日：2023-09-19
申请号：CN202210608795.9
申请日：2022-05-31
申请人： 江西铜业技术研究院有限公司
IPC分类号： C01B32/159 , C01B32/162 , B01J31/02 , B01J27/22 , B01J35/02 , B82Y40/00
摘要： 本发明涉及一种等离子体制备单壁碳纳米管的装置和方法。该装置包括：催化剂等离子发生器，产物合成单元和产物收集单元，催化剂等离子发生器与产物合成单元的一端连接，产物合成单元的另一端与产物收集单元连接，且产物合成单元与催化剂等离子发生器连接的一端的端部设有碳源混合气入口。本发明的有益效果，由于采用上述技术方案，该装置和方法不仅可以有效的降低等离子发生器制备催化剂纳米粒子的功率，节能降耗；同时可以优化调控制备出的催化剂纳米粒子的粒径分布，利于控制和优化生长的产物的均一性，具有重大商业价值。同时对于其他类似反应器有相似的效果，具有一定的通用性。
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