[发明专利]碳纳米颗粒制取系统、碳纳米颗粒气溶胶生成系统及方法

说明书

本发明提供一种碳纳米颗粒制取系统，包括甲烷充气装置、氩气充气装置；混合室，混合室与甲烷充气装置、氩气充气装置相连，甲烷充气装置向混合室充入甲烷，氩气充气装置向混合室充入氩气，甲烷和氩气在混合室进行混合；钨电极管，所述钨电极管与所述混合室相连；射频电源，所述射频电源与所述钨电极管接通，氩气和甲烷在所述钨电极管内发生反应后生成碳纳米颗粒。本发明通过甲烷、氩气在混合室内混合后，氩气和甲烷在钨电极管内发生反应后生成碳纳米颗粒，本发明提供了一种新型碳纳米颗粒的制取方法，碳纳米颗粒可以稳定生成，生成的碳纳米颗粒几何粒径平均波动不超过2％。本发明还提供一种碳纳米颗粒气溶胶生成系统及方法。

技术领域

本发明属于碳纳米材料技术领域，具体而言，本发明涉及一种碳纳米颗粒制取系统、碳纳米颗粒气溶胶生成系统及方法。

背景技术

气溶胶发生系统用于产生固态或者液态的气溶胶能用于大气颗粒物测量仪器校准，气溶胶发生系统还可用于研究纳米颗粒物特性，对于内燃机和航空发动机碳烟生成机理的研究一直是一个热点。现有的气溶胶发生系统很难产生纯净且稳定的的碳纳米颗粒气溶胶，对碳纳米颗粒气溶胶发生系统的需求迫切。现有的气溶胶发生技术几乎没有用来产生碳纳米颗粒气溶胶的系统，对碳纳米颗粒气溶胶特性和碳纳米颗粒生成机理的研究处于起步阶段。

现有技术中用于制备碳纳米颗粒的方法有很多，如申请日为2015年10月29日、申请号为201510718791.6、名称为“一种连续制备荧光碳纳米颗粒的方法”的中国专利文件，该专利文件的连续制备荧光碳纳米颗粒的方法包括：将清洗过的玉米芯放入烘箱中烘干；把烘干后的玉米芯放进石英管式炉；向石英管式炉中通惰性气体，并且在高温中煅烧；在整个反应过程中，出气管始终通入装满超纯水的玻璃烧杯中用以收集含有碳纳米颗粒的尾气；待反应结束后，使用多种方法将分散在超纯水中的碳纳米颗粒分离出来，即得。该专利文件的制备方法简单，易于工业化生产。但是该专利文件无法形成稳定的碳纳米颗粒，更无法生成碳纳米颗粒气溶胶。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碳纳米颗粒制取系统、碳纳米颗粒气溶胶生成系统及方法，以至少解决现有技术中形成碳纳米颗粒稳定性能差的技术问题，同时能够解决现有技术中无法生成碳纳米颗粒气溶胶的技术问题。

为了解决上述问题，本发明提供一种碳纳米颗粒制取系统、碳纳米颗粒气溶胶生成系统及方法，其技术方案如下：

一种碳纳米颗粒制取系统，其包括甲烷充气装置、氩气充气装置；混合室，所述混合室与所述甲烷充气装置、所述氩气充气装置相连，所述甲烷充气装置向所述混合室充入甲烷，所述氩气充气装置向所述混合室充入氩气，甲烷和氩气在所述混合室进行混合；钨电极管，所述钨电极管与所述混合室相连；射频电源，所述射频电源与所述钨电极管接通，氩气和甲烷在所述钨电极管内发生反应后生成碳纳米颗粒。

如上述的碳纳米颗粒制取系统，进一步优选为：还包括甲烷进气阀门，安装在所述甲烷充气装置与所述混合室之间的进气管路上；第一转子流量计，所述第一转子流量计安装在所述甲烷充气装置与所述混合室之间的进气管路上。

如上述的碳纳米颗粒制取系统，进一步优选为：还包括氩气进气阀门，安装在所述氩气充气装置与所述混合室之间的进气管路上；第二转子流量计，所述第二转子流量计安装在所述氩气充气装置与所述混合室之间的进气管路上。

如上述的碳纳米颗粒制取系统，进一步优选为：还包括加热室，所述加热室与所述钨电极管连通，在所述钨电极管内生成的碳纳米颗粒进入到所述加热室进行加热保温。

如上述的碳纳米颗粒制取系统，进一步优选为：还包括过滤室，在所述过滤室内设有滤膜，所述过滤室与所述加热室连通，所述加热室内的碳纳米颗粒进入到所述过滤室内过滤在所述滤膜上。

如上述的碳纳米颗粒制取系统，进一步优选为：还包括真空泵，所述真空泵通过管路与所述过滤室连通，作为动力源；废气出口阀门，所述废气出口阀门安装在所述过滤室与所述真空泵之间的管路上。