[发明专利]制备配备有接枝的碳纳米结构的细长材料的方法以及相关的设备和产品

权利要求书

1.一种制备具有接枝的碳纳米结构(16)的细长材料(14)的方法，特征在于其包括以下步骤：

-提供接枝设备(20)，其包括在环境空气体中产生火焰(28)的火炬(26)以及置于所述火焰(28)对面的冷却介质(33)；

-使所述细长材料(14)连续行进通过在所述火炬(26)和冷却载体(33)之间的火焰(28)；

-随着行进通过火焰(28)，将纳米结构(16)连续接枝在所述细长材料(14)上。

2.根据权利要求1所述的方法，特征在于使所述细长材料(14)连续行进包括将原始细长材料撤出上游撤出组件(100)，使撤出的原始细长材料(14)通过所述火焰(28)，然后将具有碳纳米结构(16)的细长材料(14)存放在下游存放组件(102)上。

3.根据权利要求1或2所述的方法，特征在于它包括将细长材料(14)通过冷却载体(33)的基底部分(70)和与冷却载体(33)相对的位于所述基底部分(70)和火炬(26)之间的部分(72)之间，所述基底部分(70)和所述相对部分(72)均被冷却。

4.根据权利要求3所述的方法，特征在于所述细长材料(14)在连续行进通过火焰(28)期间在火焰(28)中压靠所述基底部分(70)。

5.根据前述权利要求任一项所述的方法，特征在于所述冷却载体(33)包括至少一个倾斜表面(86)，其用于使火炬(26)产生的火焰(28)的至少一个主要区段(120)偏斜，火炬(26)产生的火焰(28包括位于倾斜的偏斜表面(36)下游的偏斜区段(122)，细长材料(14)通过所述偏斜区段(122)。

6.根据前述权利要求任一项所述的方法，特征在于火焰(28)中细长材料(14)经过的区域的温度低于700℃，尤其在400℃和700℃之间。

7.根据前述权利要求任一项所述的方法，特征在于火炬(26)通过烃动力气体例如乙炔与氧气燃烧产生火焰(28)，火炬(26)中提供的动力气体的流量与氧气的流量的比例有利地大于1。

8.根据前述权利要求任一项所述的方法，特征在于它包括在细长材料(14)的表面沉积催化剂的步骤，该催化剂能够引发碳纳米结构(16)的生长，该催化剂有利地从稀释的金属溶液沉积。

9.根据前述权利要求任一项所述的方法，特征在于细长材料(14)在火焰(28)中行进的速度大于1m/min。

10.一种用于制备配备有接枝的碳纳米结构(16)的细长材料(14)的装置(10)，其特征在于其包括：

-接枝设备(20)，其包括在环境空气体中产生火焰(28)的火炬(26)，所述接枝设备(20)包括放置在火焰(28)对面的冷却载体(33)；

-使细长材料(14)连续行进通过在火炬(26)和冷却载体(33)之间的火焰(28)的组件(22)；

-所述接枝设备(20)能够随着细长材料行(14)进通过火焰(28)，在细长材料(14)上连续接枝碳纳米结构(16)。

11.根据权利要求10所述的装置(10)，特征在于使细长材料(14)连续行进的所述组件(22)包括将原始细长材料(14)撤出的上游组件(100)，将撤出的原始细长材料(14)通过火焰(28)的机构，以及存放配备有碳纳米结构(16)的细长材料(14)的下游组件(102)。

12.根据权利要求10或11之一所述的装置(10)，特征在于所述冷却载体(33)包括基底部分(70)和位于基底部分(70)和火炬之间(26)的相对部分(72)，所述基底部分(70)和所述相对部分(72)每个被冷却，所述行进组件(22)能够引导细长材料(14)在基底部分(70和相对部分(72)之间。

13.根据权利要求10-12任一项所述的装置(10)，特征在于所述冷却载体(33)包括至少一个倾斜表面(86)，用于火炬(26)产生的火焰(28)的至少一个主要区段(120)，火炬(26)产生的火焰(28)包括位于倾斜的偏斜表面(36)下游的偏斜区段(122)，所述行进组件(22)能够引导细长材料(14)，使其经过所述倾斜区段(122)。

14.一种产品(12)，其包括配备有接枝的碳纳米结构(16)的细长材料(14)，所述碳纳米结构尤其是碳纳米管和/或碳纳米纤维，其特征在于它可使用根据权利要求1-9任一项所述的方法获得。