[实用新型]用于制备碳纳米管的纯化炉和碳纳米管制备系统

说明书

技术领域

本实用新型属于碳纳米管制备技术领域，尤其涉及一种用于制备碳纳米管的纯化炉和碳纳米管制备系统。

背景技术

碳纳米管，又名巴基管，是一种具有特殊结构(径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级，管子两端基本上都封口)的一维量子材料。碳纳米管主要由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管。层与层之间保持固定的距离，约0.34nm，直径一般为2～20nm。并且根据碳六边形沿轴向的不同取向可以将其分成锯齿形、扶手椅型和螺旋型三种。其中螺旋型的碳纳米管具有手性，而锯齿形和扶手椅型碳纳米管没有手性。碳纳米管自上世纪90年代被发现以来，由于其独有的结构和特殊的物化特性以及潜在的应用前景引起了各国科学家的极大兴趣，是物理学、化学、材料学等领域的研究热点之一。

碳纳米管材料的制备方法大体上分为两个阶段：即包括碳纳米管初步生长和进一步纯化。目前，碳纳米管材料制备纯化过程一般是将初步生长的碳纳米管置于纯化炉中进行高温真空纯化。纯化炉又称高温石墨化炉，专用于碳纤维等复合材料的纯化处理，其炉腔最高温度可达3000℃，现有用于碳纳米管材料制备的纯化炉一般只有一个炉腔，操作繁琐，需先将初步生长的碳纳米管物料在常温下先装入纯化炉的炉腔内，待炉腔内抽真空后开始加热处理，等纯化结束后将炉腔降温到室温取料，然后放下一批料进行同样的操作。这种纯化炉不能实现连续化生产，而且间歇式的生产方式会浪费大量的时间在炉腔的升温和降温阶段，因此，造成碳纳米管材料的制备方法效率低、耗能高的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种用于制备碳纳米管纯化炉和碳纳米管制备系统，旨在解决现有纯化炉不能实现连续化生产，而且制备碳纳米管材料时耗能高、效率低等技术问题。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一方面，本实用新型提供一种用于制备碳纳米管的纯化炉，所述纯化炉的炉腔内依次设置有用于预存待纯化处理碳纳米管材料的第一腔体、用于纯化处理所述碳纳米管材料的第二腔体和用于冷却所述碳纳米管材料的第三腔体；

所述第一腔体与外界通过可开关的第一密封隔板隔开，所述第一腔体与所述第二腔体通过可开关的第二密封隔板隔开，所述第二腔体与所述第三腔体通过可开关的第三密封隔板隔开，所述第三腔体与外界通过可开关的第四密封隔板隔开；

且所述纯化炉设置有与所述第一腔体、所述第二腔体和所述第三腔体分别对应的第一抽真空装置、第二抽真空装置和第三抽真空装置，所述第一腔体抽至预定的真空度值后再将第一腔体内的所述待纯化处理碳纳米管材料输送至始终保持该预定的真空度值的第二腔体内，所述第三腔体抽真空后冷却所述碳纳米管材料。

具体地，所述第一抽真空装置外设于所述第一腔体的顶端，且与所述第一腔体通过第一孔道连通；所述第二抽真空装置外设于所述第二腔体的顶端，且与所述第二腔体通过第二孔道连通，所述第三抽真空装置外设于第三腔体的顶端，且与所述第三腔体通过第三孔道连通。

具体地，所述纯化炉还配置有驱动所述第一密封隔板、所述第二密封隔板、所述第三密封隔板和所述第四密封隔板开关的驱动机构。

具体地，所述第一密封隔板、所述第二密封隔板、所述第三密封隔板和所述第四密封隔板均为石墨隔板。

另一方面，本实用新型还提供一种碳纳米管制备系统，所述碳纳米管制备系统包含上述纯化炉。

具体地，所述碳纳米管制备系统还包含碳纳米管材料生成装置、自动分装装置和收集装置，所述碳纳米管材料生成装置、所述自动分装装置、所述纯化炉和所述收集装置顺次连接，所述纯化炉设置在所述自动分装装置和所述收集装置之间，且所述纯化炉通过传送轨道分别与所述自动分装装置和所述收集装置连接。

具体地，所述传送轨道设置在所述纯化炉的底端，且所述第一密封隔板、所述第二密封隔板、所述第三密封隔板和所述第四密封隔板可上下移动地嵌设在所述传送轨道上。

具体地，所述待纯化处理碳纳米管材料置于可在所述传送轨道移动的石墨容器中。

具体地，所述碳纳米管制备系统包括两组以上的所述自动分装装置、所述纯化炉和所述收集装置。

具体地，所述碳纳米管材料生成装置为流化床或移动床。