[发明专利]一种复合材料制备装置及制备方法

说明书

一种复合材料制备装置及制备方法，该制备装置包括：用于放置反应原料的反应室，所述反应室设置有第一气体进管；通过管道与所述反应室相连的第一沉积室；通过管道与所述第一沉积室相连的回收气体反应室。本发明的制备装置设置了沉积室和回收气体反应室，可以对因高温产生的(硫)蒸汽进行沉积回收，解决了硫蒸汽在管道中凝结带来的清理困难、以及硫蒸汽在管道中凝结后管道堵塞导致的问题，而且回收的硫还可继续作为反应原料使用；回收气体反应室可对反应中产生的副产物(硫化氢)进行回收，使与其它物质进行反应转化成其它副产品，通过对硫蒸汽的沉积回收和硫化氢的再利用，减少了反应物的流失，提高了反应物的利用率及制备工艺的经济性。

技术领域

本发明属于复合材料制备技术领域，尤指涉及一种硫掺杂裂解聚丙烯腈复合材料的制备装置及其制备方法。

背景技术

硫掺杂裂解聚丙烯腈(以下简称S-p-PAN)复合材料在电化学能源领域具有广泛的用途，该复合材料既可以作为锂电池极片的底涂涂层材料，在锂硫电池中也可以作为正极材料，还可以作为钠离子电池的负极材料，以及在其他的电化学装置中应用，比如作为镁硫电池的正极材料，等等。S-p-PAN复合材料最常规的合成方法是通过硫和聚丙烯腈在一定温度下的取代化学反应，使聚丙烯腈发生脱氢环化反应，相邻的或者相隔的氰基生成吡啶环，形成复杂的具有大分子孔径的杂环化合物；同时，熔融态或者气态的单质硫嵌入这种大分子孔径的网状结构裂解聚合物基体中，单质硫以极小颗粒甚至原子级的状态掺杂到导电基体中。在反应过程中，除了生成固体产物(S-p-PAN复合材料)外，还会有硫蒸汽，以及硫化氢气体的产生。目前的制备方法都没有对硫蒸汽和硫化氢进行后续处理、回收，而反应物硫以硫化氢气体的形式排放，或者硫蒸汽在反应管道中凝结，会导致反应物的流失，降低了反应物的利用率和反应经济性，同时也带来了一定的环保问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以有效利用反应副产物、提高反应物利用率的复合材料制备装置。

本发明的另一目的在于提供一种可以有效利用反应副产物、提高反应物利用率的复合材料的制备方法。

为了实现上述第一目的，本发明采取如下的技术解决方案：

一种复合材料制备装置，包括：用于放置反应原料的反应室，所述反应室设置有第一气体进管；通过管道与所述反应室相连的第一沉积室；通过管道与所述第一沉积室相连的回收气体反应室。

优选的，还包括气体混合室，所述气体混合室设置有第三气体进管，所述气体混合室位于所述第一沉积室和所述回收气体反应室之间的气体流通路径上，所述气体混合室通过管道与所述第一沉积室相连，所述回收气体反应室通过管道与所述气体混合室相连。

优选的，还包括通过管道与所述反应室相连的第二沉积室，所述第二沉积室设置有第二气体进管。

优选的，还包括与所述回收气体反应室连通的第三气体进管以及与所述回收气体反应室连通的气体排出管，所述第三气体进管用于向所述回收气体反应室通入反应用的气体。

优选的，所述反应室内设置有加热器件。

优选的，所述第一沉积室内设置有沉积部，和/或所述第一沉积室内设置有冷却装置。

优选的，所述第二沉积室内设置有沉积部，和/或所述第二沉积室内设置有冷却装置。

优选的，连接所述反应室和所述第一沉积室的管道外围包裹有保温材料或设置有加热器件。

优选的，连接所述反应室和所述第二沉积室的管道外围包裹有保温材料或设置有加热器件。

为了实现上述第二目的，本发明采取如下的技术解决方案：

采用前述复合材料的制备装置制备硫掺杂聚丙烯腈复合材料的方法，包括以下步骤：