[发明专利]超声雾化辅助制备连续碳纳米管聚集体的装置及方法

权利要求书

1.一种超声雾化辅助制备连续碳纳米管聚集体的装置，其特征在于：所述超声雾化辅助制备连续碳纳米管聚集体的装置包括高温反应器以及与高温反应器连接的超声雾化器，所述高温反应器包括反应器以及用以加热所述反应器的高温加热炉，所述超声雾化器包括用以与提供反应液体的输液装置相连接的用于将反应液体超声雾化成雾气的超声发生器和与高温反应器连接的用于将雾气输入到反应器中的超声雾化器喷嘴。

2.根据权利要求1所述的超声雾化辅助制备连续碳纳米管聚集体的装置，其特征在于：所述高温反应器为立式、卧式或有一定倾斜角放置，雾气进入高温反应器的方向与反应器方向平行、垂直或成任意角度。

3.根据权利要求1所述的超声雾化辅助制备连续碳纳米管聚集体的装置，其特征在于：所述输液装置包括输液泵以及连接于输液泵与超声发生器之间的用以向超声发生器内输入反应液体的注射器。

4.根据权利要求1所述的超声雾化辅助制备连续碳纳米管聚集体的装置，其特征在于：所述超声雾化器包括与输液装置相连接的用以向超声发生器内输送反应液体的输液管路以及用以向超声发生器内输送输送气的输送气管路。

5.一种超声雾化辅助制备连续碳纳米管聚集体的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：提供超声雾化辅助制备连续碳纳米管聚集体的装置，该装置包括高温反应器以及与高温反应器连接的超声雾化器，所述高温反应器包括反应器以及用以加热所述反应器的高温加热炉，所述超声雾化器包括用以与提供反应液体的输液装置相连接的超声发生器和镶嵌在高温反应器内的超声雾化器喷嘴，所述反应液体经过超声雾化器雾化成雾气，雾气在输送气气流作用下进入高温反应器催化热解反应生长碳纳米管，碳纳米管在气流中组装形成聚集体，聚集体随载气气流向反应器另一端移动，形成连续碳纳米管聚集体。

6.根据权利要求5所述的超声雾化辅助制备连续碳纳米管聚集体的方法，其特征在于：超声雾化过程中反应液体输入到反应器中的流量为6-600ml/h，所述的超声雾化器输送气气流流量为0-2000ml/min。

7.根据权利要求5所述的超声雾化辅助制备连续碳纳米管聚集体的方法，其特征在于：所述的用于将雾气载入到高温反应器中的载气气流流速为100-5000ml/min。

8.根据权利要求5所述的超声雾化辅助制备连续碳纳米管聚集体的方法，其特征在于：所述的高温反应器温度在800-1600℃。

9.根据权利要求5所述的超声雾化辅助制备连续碳纳米管聚集体的方法，其特征在于：所述的反应液体包括液体碳源、催化剂和添加剂，碳源为乙二醇、甲醇、乙醇、丙酮、正己烷、笨类等小分子液体中的一种或几种，催化剂为二茂铁、醋酸镍、氯化铁等金属盐中的一种或几种，添加剂为水、噻吩、钼酸盐中的一种或几种。

10.根据权利要求5所述的超声雾化辅助制备连续碳纳米管聚集体的方法，其特征在于：所述的连续碳纳米管聚集体为圆柱状，碳纳米管在聚集体中三维分布，聚集体中的碳纳米管直径为2-20nm，碳纳米管为少壁碳纳米管，管壁数少于10个，碳纳米管以管束形式存在，管束直径10-300nm，管束沿聚集体长方向分布，部分小直径管束搭在较大的管束之间，形成三维网结构。