權(quán)利要求書(shū)： 1.一種循環(huán)式碳納米管生長(zhǎng)裝置，其特征在于，包括反應(yīng)裝置、收料裝置和平臺(tái)，其中，所述反應(yīng)裝置包括殼體，所述殼體一端與管道連接，另一端與氣固分離器連接，所述殼體上設(shè)置有加熱器，所述管道的一端設(shè)置有進(jìn)氣口，設(shè)置在所述管道上的進(jìn)料口，設(shè)置在所述管道內(nèi)的密閉式風(fēng)機(jī)，所述氣固分離器的另一端與所述進(jìn)氣口連接，所述氣固分離器的頂部出口與旋風(fēng)分離器連接，所述旋風(fēng)分離器的頂部出口與布袋式氣固分離器連接；

收料裝置，其通過(guò)在第一加熱器和第二加熱器中間的殼體上設(shè)置出料管道，所述出料管道上設(shè)置有閥門，所述出料管道的另一端與所述旋風(fēng)收料器連接，所述旋風(fēng)收料器的頂部出口與布袋收料器連接；

所述平臺(tái)用以支撐所述反應(yīng)裝置和收料裝置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的循環(huán)式碳納米管生長(zhǎng)裝置，其特征在于，所述加熱器包括第一加熱器和第二加熱器，其中，第一加熱器為臥式加熱器，第二加熱器為直立式加熱器。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的循環(huán)式碳納米管生長(zhǎng)裝置，其特征在于，所述第一加熱器和所述第二加熱器套裝在所述殼體上。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的循環(huán)式碳納米管生長(zhǎng)裝置，其特征在于，所述殼體、氣固分離器和管道形成環(huán)形。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的循環(huán)式碳納米管生長(zhǎng)裝置，其特征在于，所述進(jìn)料口用以向所述殼體內(nèi)通入催化劑。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的循環(huán)式碳納米管生長(zhǎng)裝置，其特征在于，所述出料管道的尺寸大于所述旋風(fēng)收料器的尺寸。

說(shuō)明書(shū)： 一種循環(huán)式碳納米管生長(zhǎng)裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本實(shí)用新型涉及碳納米管技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種循環(huán)式碳納米管生長(zhǎng)裝置。背景技術(shù)[0002] 碳納米管作為一維納米材料，重量輕，六邊形結(jié)構(gòu)連接完美，具有許多異常的力學(xué)、電學(xué)和化學(xué)性能。近些年隨著碳納米管及納米材料研究的深入其廣闊的應(yīng)用前景也不

斷地展現(xiàn)出來(lái)。碳納米管的生產(chǎn)工藝也在日益完善，其制作工藝是碳源氣體在一定的溫度

下與金屬細(xì)顆粒相接觸，通過(guò)金屬顆粒的催化作用直接生產(chǎn)，在生產(chǎn)的過(guò)程中，金屬顆粒的

表面被逐漸淹沒(méi)，被淹沒(méi)的金屬催化劑不能再與反應(yīng)氣體發(fā)生接觸產(chǎn)生反應(yīng)，起不到催化

劑的效果，導(dǎo)致碳納米管無(wú)法繼續(xù)生長(zhǎng)，現(xiàn)有技術(shù)中，碳納米管的生長(zhǎng)至1?2mm時(shí)會(huì)停止生

長(zhǎng)，使得碳納米管不能連續(xù)生長(zhǎng)，而且在制備和出料的過(guò)程中，碳納米管容易附著在發(fā)生裝

置內(nèi)部和出料管的內(nèi)壁，使得碳納米管生長(zhǎng)效率低。

實(shí)用新型內(nèi)容

[0003] 為此，本實(shí)用新型提供一種循環(huán)式碳納米管生長(zhǎng)裝置，用以克服現(xiàn)有技術(shù)中碳納米管出料容易附著且生長(zhǎng)效率低的問(wèn)題。

[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種循環(huán)式碳納米管生長(zhǎng)裝置，包括反應(yīng)裝置、收料裝置和平臺(tái)，其中，

[0005] 所述反應(yīng)裝置包括殼體，所述殼體一端與管道連接，另一端與氣固分離器連接，所述殼體上設(shè)置有加熱器，所述管道的一端設(shè)置有進(jìn)氣口，設(shè)置在所述管道上的進(jìn)料口，設(shè)置

在所述管道內(nèi)的密閉式風(fēng)機(jī)，所述氣固分離器的另一端與所述進(jìn)氣口連接，所述氣固分離

器的頂部出口與旋風(fēng)分離器連接，所述旋風(fēng)分離器的頂部出口與布袋式氣固分離器連接；

[0006] 收料裝置，其通過(guò)在所述第一加熱器和第二加熱器中間的殼體上設(shè)置出料管道，所述出料管道上設(shè)置有閥門，所述出料管道的另一端與所述旋風(fēng)收料器連接，所述旋風(fēng)收

料器的頂部出口與布袋收料器連接；

[0007] 平臺(tái)，所述平臺(tái)用以支撐所述反應(yīng)裝置和收料裝置。[0008] 進(jìn)一步地，所述加熱器包括第一加熱器和第二加熱器，其中，第一加熱器為臥式加熱器，第二加熱器為直立式加熱器。

[0009] 進(jìn)一步地，所述第一加熱器和所述第二加熱器套裝在所述殼體上。[0010] 進(jìn)一步地，所述殼體、氣固分離器和管道形成環(huán)形。[0011] 進(jìn)一步地，所述進(jìn)氣口用以向所述殼體內(nèi)通入氮?dú)夂蜌錃?。[0012] 進(jìn)一步地，所述進(jìn)料口用以向所述殼體內(nèi)通入催化劑。[0013] 進(jìn)一步地，所述催化劑含有鐵、鈷、鎳、鋁、鎂、鈉、銅、鋅、錸、鉬等金屬的氧化物粉末中的一種或多種。

[0014] 進(jìn)一步地，所述出料管道的尺寸大于所述旋風(fēng)收料器的尺寸。[0015] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于，本實(shí)用新型提供了一種循環(huán)式碳納米管生長(zhǎng)裝置，其中，反應(yīng)裝置包括殼體，所述殼體一端與管道連接，另一端與氣固分離

器連接，所述殼體上設(shè)置有加熱器，所述管道的一端設(shè)置有進(jìn)氣口，設(shè)置在所述管道上的進(jìn)

料口，設(shè)置在所述管道內(nèi)的密閉式風(fēng)機(jī)，所述氣固分離器的另一端與所述進(jìn)氣口連接，所述

氣固分離器的頂部出口與旋風(fēng)分離器連接，所述旋風(fēng)分離器的頂部出口與布袋式氣固分離

器連接；通過(guò)反應(yīng)裝置內(nèi)密閉式風(fēng)機(jī)的設(shè)置，使殼體內(nèi)的物質(zhì)可以實(shí)現(xiàn)快速循環(huán)，通過(guò)第一

加熱器和第二加熱器套裝在所述殼體上，提供給殼體高溫的同時(shí)也起到一定的保溫效果，

而且通過(guò)第一加熱器臥式加熱器的設(shè)置，使循環(huán)中的物質(zhì)不易附著在殼體和管道內(nèi)壁。

[0016] 進(jìn)一步地，所述收料裝置通過(guò)設(shè)置旋風(fēng)收料器和布袋收料器，有效的避免在出料過(guò)程中碳納米管附著在出料管內(nèi)壁。

[0017] 尤其，由于密閉式風(fēng)機(jī)設(shè)置在所述進(jìn)氣口和進(jìn)料口中間，使所述進(jìn)氣口通入的氣體和所述進(jìn)料口內(nèi)進(jìn)入的固體均能很好的實(shí)現(xiàn)循環(huán)，進(jìn)一步的促進(jìn)了反應(yīng)效率，而且密閉

式風(fēng)機(jī)設(shè)置在所述殼體和氣固分離器的下方，進(jìn)一步促進(jìn)殼體內(nèi)的氣體充分接觸，使有機(jī)

氣體可充分轉(zhuǎn)化為碳納米管，進(jìn)一步提高碳納米管的生長(zhǎng)效率。

[0018] 進(jìn)一步地，通過(guò)殼體與氣固分離器的連接，其固分離器與管道的連接，形成了一個(gè)環(huán)形，使反應(yīng)裝置內(nèi)的物質(zhì)能夠充分接觸，提高了碳納米管的生長(zhǎng)效率，而且本實(shí)用新型所

述的裝置占地空間小，適合規(guī)?；拇笊a(chǎn)，從設(shè)置第一加熱器和第二加熱器貼合殼體的

不同結(jié)構(gòu)，能夠在最短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到發(fā)生裝置反應(yīng)所需要的時(shí)間，節(jié)能高效，從而使反應(yīng)裝

置間物質(zhì)反應(yīng)充分，進(jìn)一步地提高碳納米管的生長(zhǎng)效率。

附圖說(shuō)明[0019] 圖1為本實(shí)用新型所述循環(huán)式碳納米管生長(zhǎng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式[0020] 為了使本實(shí)用新型的目的和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述；應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本實(shí)用新型，并不用于限定

本實(shí)用新型。

[0021] 下面參照附圖來(lái)描述本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，這些實(shí)施方式僅僅用于解釋本實(shí)用新型的技術(shù)原理，并非在限制本實(shí)用新型的保護(hù)范

圍。

[0022] 需要說(shuō)明的是，在本實(shí)用新型的描述中，術(shù)語(yǔ)“上”、“下”、“左”、“右”、“內(nèi)”、“外”等指示的方向或位置關(guān)系的術(shù)語(yǔ)是基于附圖所示的方向或位置關(guān)系，這僅僅是為了便于描

述，而不是指示或暗示所述裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因

此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

[0023] 此外，還需要說(shuō)明的是，在本實(shí)用新型的描述中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或

一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間

接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，可根據(jù)具體情況理解上述

術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。

[0024] 請(qǐng)參閱圖1所示，本實(shí)用新型提供了一種循環(huán)式碳納米管生長(zhǎng)裝置，包括反應(yīng)裝置，收料裝置和平臺(tái)12，其中，所述反應(yīng)裝置包括殼體，所述殼體一端與管道連接，另一端與

氣固分離器6連接，所述殼體上設(shè)置有加熱器，所述管道的一端設(shè)置有進(jìn)氣口5，設(shè)置在所述

管道上的進(jìn)料口3，設(shè)置在所述管道內(nèi)的密閉式風(fēng)機(jī)4，所述氣固分離器6的另一端與所述進(jìn)

氣口5連接，通過(guò)所述殼體、管道和氣固分離器6形成環(huán)形的發(fā)生容器，其中，所述氣固分離

器6的頂部出口與旋風(fēng)分離器7連接，所述旋風(fēng)分離器7的頂部出口與布袋式氣固分離器8連

接。

[0025] 收料裝置，其通過(guò)在所述第一加熱器1和第二加熱器2中間的殼體上設(shè)置出料管道13，所述出料管道13上設(shè)置有閥門9，所述出料管道13的另一端與所述旋風(fēng)收料器10連接，

所述旋風(fēng)收料器10的頂部出口與布袋收料器11連接。

[0026] 平臺(tái)12，所述平臺(tái)12用以支撐所述反應(yīng)裝置和收料裝置。[0027] 具體而言，本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述收料裝置設(shè)置在所述反應(yīng)裝置的左側(cè)，其中所述第一加熱器1設(shè)置在所述管道的上方，所述第二加熱器2設(shè)置在所述第一加熱器1和所

述管道的中間，所述氣固分離器6設(shè)置在所述第一加熱器1和所述管道的中間，所述旋風(fēng)分

離器7設(shè)置在所述氣固分離器6的右側(cè)，所述布袋式氣固分離器8設(shè)置在所述旋風(fēng)分離器7的

右側(cè)，所述出料管道13設(shè)置在所述第一加熱器1和第二加熱器2中間的殼體上，所述旋風(fēng)收

料器10設(shè)置在所述出料管道13的左側(cè)，所述布袋收料器11設(shè)置在所述旋風(fēng)收料器10的左

側(cè)。

[0028] 工作過(guò)程如下：?jiǎn)?dòng)反應(yīng)裝置，關(guān)閉所述出料管道13上的閥門9，從進(jìn)氣口5通入氮?dú)猓瑫r(shí)從進(jìn)料口3通入催化劑，開(kāi)啟密閉式風(fēng)機(jī)4，使反應(yīng)裝置內(nèi)氣體快速循環(huán)，開(kāi)啟第一

加熱器1和第二加熱器2，使第一加熱器1和第二加熱器2的溫度升高至500?800℃，此時(shí)，打

開(kāi)進(jìn)氣口5通入氫氣，在氫氣的作用下，把催化劑的金屬氧化物還原成納米金屬顆粒，反應(yīng)

時(shí)間為10?120分，在充分發(fā)生金屬氧化物反應(yīng)后，打開(kāi)進(jìn)氣口5通入有機(jī)氣體，調(diào)整氮?dú)狻?br />
氣和有機(jī)氣體的比例為(0.1?1):(0.1?1):(1?10)，使反應(yīng)裝置持續(xù)反應(yīng)0.5?5小時(shí)后，生成

碳納米管的過(guò)程結(jié)束。

[0029] 打開(kāi)出料管道13的閥門9，通過(guò)旋風(fēng)收料器10吹入氮?dú)饣驓鍤?，將反?yīng)裝置內(nèi)的碳納米管通過(guò)高速氣流帶出，通過(guò)布袋收料器11進(jìn)行收集。

[0030] 具體而言，本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述殼體上的加熱器包括第一加熱器1和第二加熱器2，其中所述第一加熱器1和第二加熱器2套裝在所述殼體上，所述第一加熱器1設(shè)置與

氣固分離器6相連的殼體上，所述第二加熱器2設(shè)置在與管道連接的殼體上，所述第一加熱

器1為臥式加熱器，所述第二加熱器2為直立式加熱器。通過(guò)臥式加熱器和直立式加熱器的

設(shè)置，使殼體受熱均勻。所述第一加熱器1和第二加熱器2采用電加熱器，通過(guò)電加熱器使流

動(dòng)的殼體內(nèi)的物質(zhì)受熱均勻，便于升溫和保溫，而且第一加熱器1和第二加熱器2套裝在所

述殼體上，套裝的結(jié)構(gòu)設(shè)置能最大程度的提高熱量的傳遞，同時(shí)還能有效地減少熱量的散

失。

[0031] 具體而言，本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述進(jìn)料口3設(shè)置在所述管道上，通過(guò)進(jìn)料口3往管道內(nèi)通入催化劑，催化劑為含有鐵、鈷、鎳、鋁、鎂、鈉、銅、鋅、錸、鉬等金屬的氧化物粉末

中的一種或多種。

[0032] 具體而言，本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述密閉式風(fēng)機(jī)4為耐高溫的，通過(guò)密閉式風(fēng)機(jī)4的設(shè)置，使所述殼體內(nèi)的氣體快速循環(huán)，而且可以避免殼體內(nèi)的物質(zhì)附著在所述殼體上。

[0033] 具體而言，本實(shí)用新型實(shí)施例中，氣固分離器6通過(guò)直接與殼體和進(jìn)氣口5的連接，直接對(duì)殼體內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行氣體和固體的分離，通過(guò)氣固分離器6分離后的氣體會(huì)進(jìn)入到旋

風(fēng)分離器7，通過(guò)旋風(fēng)分離器7的二次分離，有效提高了分離器的分離效果，從而使反應(yīng)裝置

內(nèi)的碳納米管生長(zhǎng)更加充分。

[0034] 具體而言，本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述氣固分離器6的頂部出口與所述旋風(fēng)分離器7連接，所述旋風(fēng)分離器7的頂部出口與所述布袋式氣固分離器8連接，通過(guò)三個(gè)氣固分離器

的設(shè)置，能夠更大程度上的提高生產(chǎn)碳納米管過(guò)程中催化劑與氣體接觸，使催化劑表面被

完全淹沒(méi)，無(wú)法起到催化劑的作用，通過(guò)氣固的分離作用，使催化劑外的物質(zhì)剝落，使催化

劑進(jìn)一步地與氣體反應(yīng)還原反應(yīng)，提高碳納米管的生長(zhǎng)的效率，而且也使得碳納米管在流

動(dòng)中，減少碳納米管附著在裝置內(nèi)部的機(jī)率。

[0035] 具體而言，本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述收料裝置通過(guò)在所述第一加熱器1和第二加熱器2中間的殼體上設(shè)置出料管道13，所述出料管道13上設(shè)置有閥門9，所述出料管道13的

尺寸大于所述旋風(fēng)收料器10的尺寸，所述出料管13的另一端與所述旋風(fēng)收料器10連接，所

述旋風(fēng)收料器10的頂部出口與布袋收料器11連接；通過(guò)旋風(fēng)收料器10與布袋收料器11的氣

流使碳納米管充分冷卻至室溫，收集碳納米管原粉。

[0036] 具體而言，本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述加熱器的加熱溫度為500?800℃，通過(guò)高溫使催化劑的金屬氧化物發(fā)生反應(yīng)，還原成納米金屬顆粒，高溫可以使還原反應(yīng)達(dá)到需要的

溫度，而且通過(guò)第一加熱器1和第二加熱器2的設(shè)置，能夠使溫度的分布更加均勻，從而使發(fā)

生的反應(yīng)更加充分。

[0037] 具體而言，本實(shí)用新型實(shí)施例中，第一加熱器1設(shè)置為臥式循環(huán)式的加熱器，有效避免在殼體兩相流動(dòng)的流體氣液相分離，有利于殼體內(nèi)的物質(zhì)流動(dòng)，保證所述殼體內(nèi)壁不

被物質(zhì)覆蓋，防止降低加熱效率。

[0038] 具體而言，本實(shí)用新型實(shí)施例中，金屬氧化物的還原反應(yīng)時(shí)間10?120分鐘，通過(guò)充分的反應(yīng)時(shí)間，使還原反應(yīng)發(fā)生的更徹底。

[0039] 具體而言，本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述金屬氧化物還原反應(yīng)后，通過(guò)進(jìn)氣扣通入有機(jī)氣體，并調(diào)節(jié)使所述殼體內(nèi)的氮?dú)狻錃夂陀袡C(jī)氣體的比例為(0.1?1):(0.1?1):(1?10)，

通過(guò)比例的調(diào)控，進(jìn)一步地促進(jìn)反應(yīng)的發(fā)生，待反應(yīng)發(fā)生0.5?5個(gè)小時(shí)后，反應(yīng)裝置生成碳

納米管。

[0040] 以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本實(shí)用新型；對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，

所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。