[发明专利]磁场控制液体电弧制备碳纳米材料的方法

摘要

本发明公开了一种磁场控制液体电弧制备碳纳米材料的方法，将连接直流源的阴、阳极碳棒相接触，形成导通回路并置于盛有液体的容器内；给阴阳极碳棒施加直流电流，然后分开阴、阳极碳棒形成放电间隙，在该间隙间产生碳电弧等离子体，并在液体中产生气泡，阳极碳棒蒸发的碳粒子在阴极碳棒表面形成沉积物，同时碳电弧中的部分碳粒子在气泡壁附近形成其它碳纳米材料；连续调节阳极碳棒与阴极碳棒间的放电间隙，使碳电弧持续稳定燃烧；对碳电弧施加磁场，包括横向交变磁场和纵向恒定磁场，用以干扰碳电弧等离子体形态和碳粒子运动方向；实验结束后，进行产物收集。本发明方法可生成具有新型结构及特性的碳纳米材料。

主权项

1.一种磁场控制液体电弧制备碳纳米材料的方法，其特征是，包括下述步骤：a.将连接直流源(1)的负、正电极柱(10)、(7)置于盛有液体(12)的容器(9)内，使负、正电极柱(10)、(7)下端的阴、阳极碳棒(11)、(8)相接触，形成导通回路，液体(12)采用蒸馏水或液氮；b.开启直流源(1)给阴阳极碳棒(11)、(8)施加50～100A的直流电流，然后分开阴、阳极碳棒(11)、(8)形成1mm的放电间隙，使该间隙产生碳电弧等离子体，并在液体(12)中产生气泡，阳极碳棒(8)蒸发的碳粒子在阴极碳棒(11)表面逐渐沉积并形成柱状沉积物，同时碳电弧中的部分碳粒子在气泡壁附近形成其它碳纳米材料；c.随着阳极碳棒(8)的烧蚀，连续调节阳极碳棒(8)与阴极碳棒(11)间的放电间隙，使碳电弧持续稳定燃烧；d.对碳电弧施加磁场，包括横向交变磁场和纵向恒定磁场，用以干扰碳电弧等离子体形态和碳粒子运动方向；e.进行产物收集，实验结束后，气泡壁附近形成的碳纳米材料，一部分在液面上呈薄膜状的漂浮物，另一部分形成容器(9)底部的沉淀物；将阴极碳棒(11)上的柱状沉积物直接从其表面剥离，置于空气中自然晾干；将液面漂浮物舀出放置在蒸发皿中；容器(9)的沉淀物则直接倒在蒸发皿中，待自然干燥后收集这两种产物的粉末。