[发明专利]一种石墨烯、碳纳米管的纳米材料的制备设备及方法

说明书

本发明涉及材料制备领域，公开了一种石墨烯、碳纳米管的纳米材料的制备设备及方法，解决了传统制备方法存在生产效率低下、安全性不高的问题，其技术方案要点是包括化学气相沉积设备，所述化学气相沉积设备的出料管外侧套设有冷却机构，所述出料管的管口处承接有收集所述出料管出料的收集装置，所述收集装置和所述出料管外围设有开放式的排气装置，所述排气装置的内部气压低于外部气压，达到对氢气妥善处理，在不影响制备效率的情况下仍有效降低氢气爆炸可能性，安全性更高的效果。

技术领域

本发明涉及材料制备领域，更具体地说，它涉及一种石墨烯、碳纳米管的纳米材料的制备设备及方法。

背景技术

石墨烯和碳纳米管都具有高强度、高导热性、高导电性等优异性能，是21世纪备受瞩目的新材料。石墨烯和碳纳米管的连续批量的制备，在未来功能材料及复合材料领域有着良好的应用前景。

目前浮动化学气相沉积法能够实现石墨烯和碳纳米管的原位复合并批量生产。但是该方法制备石墨烯和碳纳米管过程中，同时存在高温和氢气，氢气在高温下容易爆炸；目前的防止爆炸的方法是：将收集系统整体安装在一个密闭的箱子中，通过密闭的箱体将反应过程中的氢气与外界空气隔绝，且在生产前和生产完之后都需要向密闭的箱体中通入氮气将空气和氢气排空，以此达到防爆的目的；

由于将整个收集系统都安装在密闭的箱体中间，箱体的体积巨大，生产前和生产完的两个置换气过程时间长，极大的浪费了整个生产过程的时间，大大降低了生产效率，同时由于安装在密闭箱体中的收集系统电机，照明设备需要通过导线和外界的电源及控制系统连接，导线需要在密闭箱体上打孔，这都是会影响密闭箱体整体的气体密封性，而一旦密闭箱体存在漏气出空气都能通过漏气处进入箱体中在高温下遇到氢气发生爆炸，存在极大的安全隐患；所以上述方法不能够有效的防止爆炸事故的发生，且影响了生产制备的效率，市场上仍然急缺一种能够在不影响制备效率的情况下，还能有效降低浮动化学气相沉积法氢气爆炸可能性的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种石墨烯、碳纳米管的纳米材料的制备设备及方法，达到对氢气妥善处理，在不影响制备效率的情况下仍有效降低氢气爆炸可能性的效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种石墨烯、碳纳米管的纳米材料的制备设备，包括化学气相沉积设备，所述化学气相沉积设备的出料管外侧套设有冷却机构，所述出料管的管口处承接有收集所述出料管出料的收集装置，所述收集装置和所述出料管外围设有开放式的排气装置，所述排气装置的内部气压低于外部气压。

作为本发明的一个优选实施方案，所述排气装置包括排气罩、排气管、排风机以及若干挡气板；所述收集装置设于若干个连接成框形的挡气板内部，所述出料管的管口端穿过一个挡气板并设于挡气板的内侧，所述出口管与所述挡气板之间的接口为密封接口，所述排气罩的下罩口悬罩于所述挡气板围成的框形区域的正上方，所述排风机进风口与所述排气罩的上罩口配接，所述排风机的出风口与所述排气管的一端连通连接，所述排气管的另一端通至室外。

作为本发明的一个优选实施方案，所述冷却机构包括套设在所述出料管外侧的中空的冷却环，所述冷却环的底端设有进水口，所述冷却环的顶端设有出水口，所述进水口连接有冷却水管道并通入冷却水，所述出水口连接有排水管道并通出使用后的冷却水。

作为本发明的一个优选实施方案，所述收集装置包括支撑平台和收集滚筒，所述挡气板垂直的设置于所述支撑平台上，所述收集滚筒设有U形滑座，所述U形滑座的两个自动端与所述收集滚筒的两端的轴心处连接有旋转电机，所述支撑平台上设有与所述出料管垂直的滑轨，所述U形滑座可在滑轨上滑行。

作为本发明的一个优选实施方案，所述支撑平台贯穿设有充气管，所述充气管向所述排气装置内通入氮气。

作为本发明的一个优选实施方案，所述出料管的管口处设置有挑钩，正对于所述出料管的挡风板贯穿设有通孔，所述通孔的朝向所述挡风板外侧的一端配置有密封控制套，所述挑钩的手柄端穿过所述通孔设于所述密封控制套内。