[发明专利]弧光等离子制备碳纳米材料的装置

权利要求书

1.一种弧光等离子制备碳纳米材料的装置，其特征在于，其包括：

气体供应单元，所述气体供应单元包括：多个储气装置、与所述储气装置相连通的气体混合装置、连接在所述储气装置与所述气体混合装置之间的质量流量计；

弧光反应单元，所述弧光反应单元包括：管体、设置在管体一端阴极驱动机构、设置在管体另一端的阳极驱动机构，所述管体侧壁内具有环形空腔，所述管体上具有与所述环形空腔连通的第一开口、第二开口，所述管体的侧壁上连接有气体出口管和具有气体进口，所述气体进口与所述气体混合装置相连通，所述阳极驱动机构包括阳极、用于夹设所述阳极的第一夹紧装置、连接在所述第一夹紧装置一端的丝杆、与所述丝杆相连接的丝杆步进电机，所述阴极驱动机构包括：阴极、用于夹设所述阴极的第二夹紧装置，所述阳极距离所述阴极的距离能够在所述丝杆步进电机的作用下进行调节，所述气体出口管的侧壁上设置有多块磁体，所述磁体绕所述气体出口管的轴线呈圆周排布，所述磁体的N极朝向所述管体，所述磁体的S极远离所述管体；

样品加热单元，所述样品加热单元包括设置在所述气体出口管中的样品放置件、用于对样品放置件进行加热的加热装置；

冷却系统，其用于通过所述第一开口和所述第二开口通入冷却液以使所述管体冷却；

真空系统，其用于将所述管体内抽真空。

2.根据权利要求1所述的弧光等离子制备碳纳米材料的装置，其特征在于，所述管体的侧壁上设置有观测口，所述观测口上通过螺栓连接设置有密封圈和石英玻璃。

3.根据权利要求1所述的弧光等离子制备碳纳米材料的装置，其特征在于，所述真空系统包括与所述气体出口管和/或所述气体进口相连通的真空泵和真空计。

4.根据权利要求1所述的弧光等离子制备碳纳米材料的装置，其特征在于，所述管体与所述第一夹紧装置之间设置有第一陶瓷管，所述第一陶瓷管具有外螺纹，所述管体的一端具有内螺纹，所述第一陶瓷管的外螺纹与所述管体一端的内螺纹相连接，所述第一陶瓷管的端口处设置有圆环状密封圈；所述管体与所述第二夹紧装置之间设置有第二陶瓷管，所述第二陶瓷管具有外螺纹，所述管体的另一端具有内螺纹，所述第二陶瓷管的外螺纹与所述管体另一端的内螺纹相连接，所述第二陶瓷管的端口处设置有圆环状密封圈。

5.根据权利要求1所述的弧光等离子制备碳纳米材料的装置，其特征在于，所述阴极与阳极由电极类材料制成，其直径在2mm至13mm之间，所述阴极和阳极的距离在1mm至2mm之间。

6.根据权利要求1所述的弧光等离子制备碳纳米材料的装置，其特征在于，所述丝杆由绝缘耐高温材料制成。

7.根据权利要求1所述的弧光等离子制备碳纳米材料的装置，其特征在于，所述第一夹紧装置上具有正极接口，所述第二夹紧装置上具有负极接口。

8.根据权利要求4所述的弧光等离子制备碳纳米材料的装置，其特征在于，所述第一夹紧装置具有外螺纹，所述第一陶瓷管具有内螺纹，所述第一夹紧装的外螺纹与所述第一陶瓷管的内螺纹相连接；所述第二陶瓷管具有内螺纹，所述第二夹紧装置具有外螺纹，所述第二陶瓷管的内螺纹与所述第二夹紧装置的外螺纹相连接。

9.根据权利要求1所述的弧光等离子制备碳纳米材料的装置，其特征在于，所述第一开口为冷却液的入口，其位于所述管体的上端，所述第二开口为冷却液的出口，其位于所述管体的下端；所述气体出口管和所述气体进口相对设置，两者的轴线位于同一平面内。

10.根据权利要求1所述的弧光等离子制备碳纳米材料的装置，其特征在于，所述样品放置件为石英舟，所述样品放置件与所述气体出口管的壁面相接触，所述加热装置为热电偶。