[发明专利]一种碳纳米管纤维的制备装置

说明书

技术领域

本发明涉及碳纳米管纤维的制造设备技术，具体为一种制备碳纳米管纤维过程中，从封闭的制备碳纳米管的立管式反应器中将初生的碳纳米管积聚体纤维引出至水洗槽的引丝装置的制造技术。

背景技术

以含有金属催化剂的碳氢液作为碳源，注入到高温立管式反应器中，在一定条件下，在气流中生长的碳纳米管不断形成连续的网络状碳管积聚体纤维，如何将这些网络状碳纳米管积聚体形成的初生碳纳米管纤维从封闭的高温反应器中顺利引出是制备连续碳纳米管纤维的技术难点。以往采用手工勾出的方法，不便操作，且不安全。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是，设计一种能够将不断生成的网络状碳管积聚体从高温封闭的立管式反应器中顺利引出，进入水洗槽，经导丝辊、卷绕机制备连续碳管纤维的装置。

本发明的碳纳米管纤维制备装置由立管式反应器、水封槽、抽吸漏斗、水洗槽、水泵循环系统、溢流管及卷绕机组成。其特征在于抽吸漏斗由碟形盘、外管、内管组成，碟形盘中间开孔，与内管形成漏斗，且内管长度是外管长度的1/3～2/3，在内管自上而下的2/3处外管开始向内收缩，其直径大于或等于内管外径；内、外管之间的上端被碟形盘封住，外管外侧靠近碟形盘处与一进水管相连。工作时，水封槽内的水位要高出抽吸漏斗，以确保立管式反应器中的气相物质的密封；落入抽吸漏斗的碟形盘上方的水表面上以后，碳纳米管初生纤维会随水流进入抽吸漏斗内管，冲至水洗槽内，在敞口的水洗槽内碳纳米管纤维很容易经过导丝辊至卷绕机卷绕成筒。外管的外侧有丝扣，可由锁母将抽吸漏斗固定在水封槽底部。由水泵输出的一部分水进入抽吸漏斗的内外管间，水柱以喷射状从抽吸漏斗喷向水洗槽，其喷射强度可以控制碟形盘内水的下降速度；水泵输出的另一部分水进入水封槽，在水封槽内装有溢流管，向下可流入水洗槽，以确保水封槽内水位的稳定；在保障以上两部分用水后的多余水将直接回流至水洗槽。

附图说明

图1为制备碳纳米管纤维装置示意图；

图2为制备碳纳米管纤维装置中抽吸漏斗结构示意图；

图3为制备碳纳米管纤维装置中水循环系统

具体实施方式

下面结合实施例及其附图进一步叙述本发明。具体实施例只是为了进一步清楚说明本发明碳纳米管纤维制备装置，不构成对本发明权利要求的限制。

本发明的碳纳米管纤维制备装置由立管式反应器1、水封槽2、抽吸漏斗3、水洗槽4、水泵5、溢流管6及卷绕机7组成，如图1所示。水洗槽4与水泵5的进口相连，水泵出口51为回流管道，水泵出口52为抽吸漏斗3的喷射给水管道，水泵出口53为水封槽的给水管道，如图2所示。图3是抽吸漏斗3的结构示意图，它由碟形盘31、外管32、内管33组成；碟形盘31中间开孔，与内管33形成漏斗，且内管33的长度是外管32长度的2/3，外管出口向内收缩，其直径与内管外径相同；内、外管之间的上端被碟形盘封住，外管32的外侧有丝扣，34是将抽吸漏斗3连接在水封槽2底部时的一对锁母，它与外管32外侧的丝扣相配合。

制备碳纳米管纤维时，水封槽2内的水位要高出抽吸漏斗3，以确保立管式反应器的密封。在高温立管式反应器1中形成的连续的网络状碳纳米管初生纤维飘落到水封槽2内抽吸漏斗3的碟形盘31上方的水表面上以后，会随水流进入抽吸漏斗内管33，随之冲至水洗槽4内，在敞口的水洗槽4内碳纳米管纤维很容易经过导丝辊41、42至卷绕机7卷绕成筒，得到连续不断的碳纳米管纤维。

本发明未述及之处适用于现有技术。