[实用新型]一种基于化学气相沉积法批量制备碳纳米管的流化床

说明书

本实用新型提供一种基于化学气相沉积法批量制备碳纳米管的流化床，涉及流化床技术领域，该基于化学气相沉积法批量制备碳纳米管的流化床，包括反应器，所述反应器的内部开设有内管，所述内管的顶端通过气固输送管连通有旋风分离器，所述气体输送管的一端贯穿反应器顶端的内壁，且向下延伸，所述旋风分离器的内壁内设有保温层，所述旋风分离器的底部为倒置的圆锥状。该基于化学气相沉积法批量制备碳纳米管的流化床，在催化剂进入反应器内部之前，对催化剂进行超声波雾化，可以调变催化剂的高温活性以提高碳纳米管的收率，且能够降低反应器内碳纳米管生长过程中气场和流场的温度差异，提高了碳纳米管的质量。

技术领域

本实用新型涉及流化床技术领域，具体为一种基于化学气相沉积法批量制备碳纳米管的流化床。

背景技术

碳纳米管由于其优良的电学、学和热学性能，在储氢、场发射、吸波、电极材料等领域具有很好的应用前景，但目前很多办法只能小批量的制备碳纳米管，难以降低成本，严重制约了其工业化的应用，因而大规模可控的制备碳纳米管是当前碳纳米管研究领域的一个重点，而化学气相沉积法产量较大，纯度较高，可以实现大批量连续生产。

但在碳纳米管的化学气相沉积制备属强放热和吸热气固反应，因此流化床是比较理想的反应器，流化床使采用气流来实现连续化的操作，但常用的流化床不能对有一定粒度分布的催化剂均匀流化，从而影响催化剂的活性以及碳纳米管的收率，而在碳纳米管生长过程中气场和流场的温度差异难以控制，无法确保生长的碳纳米管形态一致，降低了碳纳米管的质量。

实用新型内容

本实用新型提供的发明目的在于提供一种基于化学气相沉积法批量制备碳纳米管的流化床，该基于化学气相沉积法批量制备碳纳米管的流化床，好处是在催化剂进入反应器内部之前，对催化剂进行超声波雾化，可以调变催化剂的高温活性以提高碳纳米管的收率，且能够降低反应器内碳纳米管生长过程中气场和流场的温度差异，提高了碳纳米管的质量。

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种基于化学气相沉积法批量制备碳纳米管的流化床，包括反应器，所述反应器的内部开设有内管，所述内管的顶端通过气固输送管连通有旋风分离器，所述气固输送管的一端贯穿反应器顶端的内壁，且向下延伸，所述旋风分离器的内壁内设有保温层，所述旋风分离器的底部为倒置的圆锥状，所述电热丝环绕连接在圆锥内壁的外围，所述旋风分离器底端的内部固定连接有电热丝，所述旋风分离器的底端固定连接净化分离装置，所述净化分离装置的底端固定连接有固体收集装置，所述净化分离装置的底端通过循环管与内管相连通，所述旋风分离器的顶端固定安装有尾气出口，所述尾气出口通过气管连通有环形腔，所述环形腔开设在反应器内部内管的外围，所述环形腔的底端固定连接有尾气排放管，所述尾气排放管内部的空腔内滑动连接有活塞，所述活塞的底端固定安装有弹簧，所述尾气排放管的内壁上开设有排放口，所述反应器的上下两端均固定安装有连接座，所述反应器的顶端固定安装有进气口，所述进气口的顶端固定连接有螺旋管，所述反应器的底端固定连接有催化剂注入管，所述催化剂注入管的右侧连接有加液装置，所述加液装置的右侧连接有超声波雾化装置。

优选的，所述弹簧两端分别与活塞的底端和尾气排放管内部的底端固定连接，所述活塞的初始位置位于排放口的上方。

优选的，所述连接座分别固定安装在反应器的上下两端，所述气固输送管和催化剂注入管分别位于连接座的中心。

优选的，所述进气口贯穿连接座和反应器的内壁与螺旋管相连通，所述螺旋管位于内管内，且环绕在气固输送管的外围。

本实用新型提供了一种基于化学气相沉积法批量制备碳纳米管的流化床。具备以下有益效果：

1、该基于化学气相沉积法批量制备碳纳米管的流化床，通过催化剂注入管与加液装置和超声波雾化装置的相连接，使催化剂进入反应器内部之前，能够对催化剂进行超声波雾化后，在根据实际需求量注入到反应器内，实现了调变催化剂的高温活性以提高碳纳米管的收率。