[发明专利]晶体碳结构网状物的制备

权利要求书

1.一种用于制备结晶碳结构网状物的方法，所述方法在包含反应区3b和终止区3c的炉法炭黑反应器3中进行，所述方法如下进行：通过将包含在油相中的碳组分、金属催化剂纳米颗粒和5-50重量％水的油包水微乳液或双连续微乳液c注入反应区3b中以产生结晶碳结构网状物e，反应区3b中温度高于700℃，至多3000℃，该反应区中的停留时间范围为1-1000ms；将这些网状物e转移至终止区3c，并在该终止区中通过喷雾水d使结晶碳结构网状物的形成淬灭或停止；

其中乳液中的油相是芳族和/或脂族的，其包含至少50重量％的C14或更高，基于油相的总重量计；并且

其中油相中的含硫量根据ASTM D1619小于8.0重量％。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述反应区3b中温度高于1000℃。

3.根据权利要求1所述的方法，所述反应器包括沿反应器3的轴线的燃烧区3a、反应区3b和终止区3c；并且所述方法如下进行：通过在含氧气体b中燃烧燃料a，在燃烧区中产生热废气a1的料流并使废气a1从燃烧区3a进入反应区3b；在含有热废气的反应区3b中将包含金属催化剂纳米颗粒的油包水微乳液或双连续微乳液c进行喷雾；在高于700℃，至多3000℃的温度下，使所述乳液碳化；以及在终止区3c中通过喷雾水d使反应淬灭或停止，以产生结晶碳结构网状物e。

4.根据权利要求3所述的方法，其中在高于1000℃的温度下，使所述油包水微乳液或双连续微乳液碳化。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，所述乳液包含至少1mM金属催化剂纳米颗粒，其平均粒径为1至100nm。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，所述乳液包含10-250mM金属催化剂纳米颗粒，其平均粒径为1至100nm。

7.结晶碳结构网状物，其包含以化学方式相互连接的碳纳米纤维，其中所述碳纳米纤维通过大量的接合点由化学键化学方式相互连接，所述接合点包括含有至少500个以化学方式连接的结点的Y-和H-接合点，其中所述碳纳米纤维具有的纤维长度与厚度的平均纵横比至少为2；其中所述形成网状物的碳纳米纤维是非中空的并具有平均直径或厚度为1-400nm和/或平均长度范围为100-10000nm；其中所述结晶碳结构网状物是多孔的并且所述网状物形成聚集体，其尺寸为0.1-100微米。

8.根据权利要求7所述的网状物，其通过根据权利要求1、2、3、4、5、或6中任一项所述的方法获得。

9.根据权利要求7所述的网状物，其中所述形成网状物的碳纳米纤维具有平均直径或厚度为5-400nm。

10.复合材料，其包含根据权利要求7或8所述的碳结构网状物，还包含一种或多种聚合物，其中所述网状物的量为基于复合材料中总聚合物重量计1-70重量％中的任意量，以用于增加所述复合材料的机械强度、导电性或导热性。

11.根据权利要求10所述的复合材料，其显示出E模量随网状物浓度的增加而增加，根据ISO 527所测量。

12.半间歇式制备结晶碳结构网状物的方法，其在反应器3中进行，其中从反应器3的顶部注入包含金属催化剂纳米颗粒的油包水微乳液或双连续微乳液c，以获得气溶胶；并且其中所述网状物e在至少700℃的升高的温度下形成，在反应区中的停留时间范围为1-1000ms，并沉积在反应器的底部；其中使用热解或通过燃烧来获得升高的温度，

其中乳液中的油相是芳族和/或脂族的，其包含至少50重量％的C14或更高，基于油相的总重量计；并且

其中油相中的含硫量根据ASTM D1619小于8.0重量％。