[发明专利]竹原纤维纳米碳颗粒的高温制备装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种竹原纤维纳米碳颗粒的高温制备装置。

背景技术

竹原纤维纳米碳颗粒广泛用于民用，军用，建筑，化工，工业，航天以及超级跑车领域。在民用领域纳米碳颗粒可加工成织物、毡、席、带、纸及其他材料。纳米碳颗粒用作绝热保温材料外，还可加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等材料中，构成复合材料。纳米碳颗粒增强的复合材料可用作飞机结构材料、电磁屏蔽除电材料、人工韧带等身体代用材料以及用于制造火箭外壳、机动船、工业机器人、汽车板簧和驱动轴等。纳米碳颗粒也应用在工业与民用建筑物、铁路公路桥梁、隧道、烟囱、塔结构等的加固补强, 具有密度小，强度高，耐久性好，抗腐蚀能力强, 可耐酸、碱等化学品腐蚀, 柔韧性佳, 应变能力强的特点。传统的竹原纤维纳米碳颗粒方法通常采用高温氧化煅烧成炭制成纳米颗粒的炭粉，采用这种方法工艺复杂，需要耗费大量燃料，工艺温度掌控难度高且带有污染，无法满足环保与可持续性发展的要求，更重要的是，所形成的产品表面官能团少无法满足质量要求，因此发明人设计一种利用微波过热水蒸气法制备具有高表面积、高孔体积、表面光滑孔径小等特点的竹原纤维纳米碳颗粒的装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种竹原纤维纳米碳颗粒的高温制备装置，该装置不仅能够使得竹原纤维粉末快速碳化，而且制备的竹原纤维纳米碳颗粒具有高表面积、高孔体积、表面光滑孔径小等特点。

本发明的技术方案为：一种竹原纤维纳米碳颗粒的高温制备装置，包括内置有振动器与温度传感器的密闭容器和高温水蒸汽发生器，所述高温水蒸汽发生器包括水箱、用以加热水的电加热器以及蒸汽输出管路，所述蒸汽输出管路与密闭容器上腔相连通，所述蒸汽输出管路上设有电磁阀，所述温度传感器与工控机输入端相连接，所述工控机分别控制电加热器和电磁阀工作。

进一步的,所述密闭容器底部设有排水管，所述排水管上设有水阀。

进一步的,所述振动器置于密闭容器底部，所述振动器在密闭容器内左右往复振动，所述温度传感器位于振动器上方。

进一步的,所述电加热器为微波加热器。

进一步的,所述蒸汽输出管输入端与水箱上腔侧壁相连通，所述蒸汽输出管输出端设有蒸汽喷嘴。

与现有技术相比较，本发明具有以下优点：(1)本装置不仅结构简单，而且能够快速加工碳化竹原纤维形成纳米碳颗粒；（2）本发明制备所得的竹原纤维纳米碳颗粒，具有表面积大，低密度、高纯度、稿杨氏模量、高强度、稿透明性和超精细结构等特性；（3）制备的纳米碳颗粒的表面具有更多的反应基因，化学反应性强，优化了器在疏水性基质材料中分散性。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图中：1-密闭容器，2-高温水蒸汽发生器，3-电磁阀，4-工控机，11-温度传感器，12-振动器，13-排水管，131-水阀，21-水箱，22-电加热器，23-蒸汽输出管路，231-蒸汽喷嘴。

具体实施方式

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下，但本发明并不限于此。

参考图1，一种竹原纤维纳米碳颗粒的高温制备装置，包括内置有温度传感器11与振动器12的密闭容器1和高温水蒸汽发生器2，所述高温水蒸汽发生器2包括水箱21、用于加热水的电加热器22以及蒸汽输出管路23，所述蒸汽输出管路23与密闭容器1上腔相连通，所述蒸汽输出管路23上设有电磁阀3，所述温度传感器11与工控机4输入端相连接，所述工控机4分别控制电加热器22和电磁阀3工作。

为了排出密闭容器1内喷淋竹原纤维粉末后由水蒸汽形成的液态水，所述密闭容器1底部设有排水管13，所述排水管上设有水阀131。

为了实时监控密闭容器内的水温，密闭容器1内还安装用于探测温度的温度传感器11，所述振动器12置于密闭容器底部，所述温度传感器11位于振动器12上方，所述振动器12在密闭容器1内左右往复振动，振动器12上表面成内凹的圆弧台面，以便高温水蒸汽充分喷淋在竹原纤维上，使竹原纤维粉末充分碳化，碳化更均匀。

本实施例中，所述电加热器22为微波加热器。