[发明专利]碳纳米材料合成装置及方法

权利要求书

1.一种碳纳米材料合成装置，用于电弧法合成碳纳米材料，其特征在于，所述碳纳米材料合成装置包括分别用于加装碳棒、活化碳棒及放电合成的加装器、活化器和合成炉；

所述加装器与所述活化器之间通过具有第一阀门的第一通道相连接，所述活化器与所述合成炉之间通过具有第二阀门的第二通道相连接；

所述加装器，具有：

容置空间，以同时容置多根所述碳棒；

第一输送装置，通过所述第一通道向所述活化器逐一输送所述碳棒；

所述活化器，具有：

相对设置的两电极，所述两电极相对内侧的端部具有承载部，以将所述碳棒承载于两电极之间进行活化；

第二输送装置，通过所述第二通道向所述合成炉逐一输送活化后的所述碳棒；

所述合成炉，设置有能够相对靠近与远离的阳极管道与阴极，所述阳极管道与所述第二通道连通，所述阳极管道支撑所述碳棒一端以使伸出所述阳极管道的所述碳棒作为阳极与所述阴极接触进行放电合成。

2.如权利要求1所述的碳纳米材料合成装置，其特征在于，所述阳极管道固定于所述合成炉的内壁上，所述阴极由电机驱动以向所述阳极移动，所述阴极为直径大于作为阳极的所述碳棒的实心电极。

3.如权利要求2所述的碳纳米材料合成装置，其特征在于，所述活化器和所述合成炉均呈水平放置的圆柱形，所述阴极和所述阳极管道分别位于所述合成炉的所述圆柱两侧底面的圆心位置，所述活化器的所述两电极分别设置于所述活化器的所述圆柱两侧底面的圆心位置。

4.如权利要求2所述的碳纳米材料合成装置，其特征在于，所述第一阀门和所述第二阀门均为电动插板式高真空阀门。

5.如权利要求3或4所述的碳纳米材料合成装置，其特征在于，所述第一输送装置与所述第二输送装置分别设置于加装器和活化器的底端，所述第一通道位于所述活化器的顶端，所述活化器和加装器的底部都设置有能够容置一根所述碳棒的与所述碳棒的长柱状相适应的长柱状槽。

6.如权利要求1或2所述的碳纳米材料合成装置，其特征在于，所述第一输送装置与所述第二输送装置均为由电机驱动的推杆，所述推杆的直径等于所述碳棒的直径。

7.如权利要求2或3所述的碳纳米材料合成装置，其特征在于，所述阳极管道的长度为作为阳极的所述碳棒长度的五分之一。

8.一种碳纳米材料合成方法，用于电弧法合成碳纳米材料，其特征在于，所述碳纳米材料合成方法包括以下可以同时进行的步骤：

步骤S1：向一加装器的容置空间中加装多根碳棒；

步骤S2：由所述加装器的第一输送装置通过所述加装器与用于活化碳棒的活化器之间的具有第一阀门的第一通道向所述活化器逐一输送所述碳棒；

步骤S3：由所述活化器内相对设置的两电极对所述碳棒进行活化，进行所述活化时，所述碳棒通过所述两电极相对内侧的承载部承载于两电极之间；

步骤S4：由第二输送装置通过所述活化器与用于放电合成的合成炉之间的具有第二阀门的第二通道向所述合成炉逐一输送活化后的所述碳棒；

步骤S5：输送入所述合成炉的碳棒的一端由所述合成炉内设置的与所述第二通道相连通的阳极管道所支撑，伸出于所述阳极管道的所述碳棒作为阳极与所述合成炉内设置的能够与所述阳极管道相对靠近与远离的阴极相接触进行放电合成。

9.如权利要求8所述的碳纳米材料合成方法，其特征在于，

在步骤S1中，加装器容置空间中的所述碳棒，自由逐一的落入所述加装器底部设置的一与所述碳棒长柱状相适应的第一长柱状槽；

在步骤S2中，所述第一输送装置的推杆将所述第一长柱状槽中的所述碳棒输送到所述活化器顶端；

在步骤S3中，所述活化器的所述两电极相对运动到间距小于所述碳棒长度时，由所述承载部承接从所述活化器顶部落下的所述碳棒以进行活化；活化后的所述碳棒自由落入所述活化器底部设置的与所述碳棒长柱状相适应的第二长柱状槽；

在步骤S4中，所述第二输送装置的推杆将所述第二长柱状槽中的所述碳棒输送到所述合成炉的所述阳极管道。

10.如权利要求9所述的碳纳米材料合成方法，其特征在于，

在步骤S4中，所述第二输送装置的推杆推送所述碳棒到有五分之四的所述碳棒已伸出所述阳极管道；

在步骤S5中，所述阳极管道固定于所述合成炉的内壁上，由电机驱动的所述阴极向作为阳极的所述碳棒移动，并随着所述阳极管道中的作为阳极的所述碳棒的缩短而逐步向所述阳极管道移动。