[实用新型]富勒烯连续制备真空设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种富勒烯制备真空设备，尤其是一种多电极多室可连续制备生产富勒烯的真空设备。

背景技术

富勒烯Fullerene，又译作福乐烯，又名巴基球或巴克球Buckyball，是于1985年发现的继金刚石和石墨之后碳元素的第三种晶体形态，又一类碳的同素异形体

富勒烯是一系列纯碳组成的原子簇的总称。它们是由非平面的五元环、六元环等构成的封闭式空心球形或椭球形结构的共轭烯。现已分离得到其中的几种，如C60和C70等。在若干可能的富勒烯结构中C60，C240，C540和直径比为1∶2∶3。C60的分子结构的确为球形32面体，它是由60个碳原子以20个六元环和12个五元环连接而成的具有30个碳碳双键C＝C的足球状空心对称分子，所以，富勒烯也被称为足球烯。球体直径约为710pm，即由12个五边形和20个六边形组成。其中五边形彼此不相联接只与六边形相邻。与石墨相似，每个碳原子以sp2杂化轨道和相邻三个碳原子相连，剩余的p轨道在C60分子的外围和内腔形成π键。

C60分子具有芳香性，溶于苯呈酱红色。可用电阻加热石墨棒或电弧法使石墨蒸发等方法制得。C60有润滑性，可能成为超级润滑剂。金属掺杂的C60有超导性，是有发展前途的超导材料。C60还可能在半导体、催化剂、蓄电池材料和药物等许多领域得到应用。C60分子可以和金属结合，也可以和非金属负离子结合。当碱金属原子和C60结合时，电子从金属原子转到C60分子上，可形成具有超导性能的MxC60，其中M为K，Rb，Cs；x为掺进碱金属原子的数目。K3C60在18K以下是超导体，在18K以上是导体，掺进原子数可达6个，K6C60是绝缘体。C60是既有科学价值又有应用前景的化合物，在生命科学、医学、天体物理等领域也有定的意义。富勒烯的成员还有C78、C82、C84、C90、C96等也有管状等其他形状。

自1985年Kroto等在激光汽化石墨实验中偶然发现富勒烯以来，为寻找富勒烯高产率大批量的制备方法，人们进行了广泛的探索，直到1990年Kratschmer等使用电弧放电装置生产出mg量的产品，才有了突破性的进展。目前，电弧放电法制备富勒烯被广泛应用，且多采用自损耗石墨电极作为原料生产制备，这种生产设备缺点是石墨电极利用率低，生产成本高，石墨电极需在一定损耗周期内进行更换，非连续性生产，效率低。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种能提高富勒烯产率及回收率，连续制备富勒烯的设备，应用碳粉作为阴极放电原料，本实用新型不仅能实现对碳粉持续自动供给，且采用多电极放电，多室共同工作，加大了富勒烯的产率，完成了产物的高效回收，并做到工作气体的过滤冷却再循环利用，实现了富勒烯的连续性生产。

本实用新型的具体技术方案是：

一种富勒烯连续制备真空设备，包括制粉室1、收集室2和循环室4，所述制粉室1、收集室2和循环室4依次通过管道串接成循环系统，所述循环系统密封并与抽气设备连接；

所述制粉室1内设置水冷铜盘阴极机构6、螺旋供料机构7、可升降的水冷阳极机构A8、水冷阳极机构B9；所述水冷铜盘阴极机构6表面覆盖带环形槽13的石墨衬，所述水冷铜盘阴极机构6与转动机构连接，转速可调，所述环形槽13位于螺旋供料机构7及可升降水的水冷阳极机构A8、水冷阳极机构B9的下方，螺旋供料机构7的供料口与可升降水冷阳极机构A8、水冷阳极机构B9的电极相对水冷铜盘阴极机构6的环形槽13呈对侧位置排列；所述可升降水冷阳极机构A8、水冷阳极机构B9与正极连接，水冷铜盘阴极机构6与负极连接；所述螺旋供料机构7中设置下料螺杆，螺旋供料机构7与装料罐16连接；所述制粉室1下端设置收集罐A5；

所述收集室2内设置水冷屏集粉机构12，所述水冷屏集粉机构12由一水冷圆筒和一气动刮粉机构组成，水冷圆筒间设置刮头，所述刮头与气动装置连接，水冷圆筒与收集室2内壁间填充铁制滤粉11，收集室2下端设置收集罐B10。

为取得更好的冷却效果，在收集室2和循环室4之间还串接热交换器3；所述制粉室1的外壁、水冷圆筒均为双层水冷结构；

为了提高效率、提高富勒烯的回收率、加大产量，所述制粉室1为多个并且通过多通道接口共同与一个收集室2连接。

为保证连续生产，在螺旋供料机构7与装料罐16间、制粉室1下端与收集罐A5间、收集室2下端与收集罐B10间均设置截止阀门。

为达到碳粉充分放电的目的，所述水冷阳极A8和水冷阳极B9交错排列在环形槽13上。