[发明专利]一种宏量制备碳硅纳米材料的方法及装置

权利要求书

1.一种宏量制备碳硅纳米材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将烃类气体和含硅气体输入到等离子体枪中，在等离子体枪内电离及热分解出碳离子、硅离子和氢离子；

(2)分解出的离子或/和反应生成的碳化硅进入冷却容器中，经冷却气体环释放出的冷却气体快速冷却稳定成型，生成碳硅纳米材料。

2.根据权利要求1所述的一种宏量制备碳硅纳米材料的方法，其特征在于，所述碳硅纳米材料为纳米碳硅混合体材料，所述等离子体枪为两只，分别输入烃类气体和含硅气体。

3.根据权利要求1所述的一种宏量制备碳硅纳米材料的方法，其特征在于，所述碳硅纳米材料为高纯纳米碳化硅前驱体材料，所述等离子体枪为一只，同步输入或预混后输入高纯甲烷和高纯甲硅烷。

4.根据权利要求1所述的一种宏量制备碳硅纳米材料的方法，其特征在于，所述步骤还包括：生成的碳硅纳米材料、冷却气体和重新组合生成的氢气进入气固分离器进行气固分离，碳硅纳米材料留存在气固分离器底部，气体进入管道经热交换器快速冷却后进入循环。

5.根据权利要求2所述的一种宏量制备碳硅纳米材料的方法，其特征在于，所述含硅气体选自甲硅烷、三氯硅烷、二氯甲硅烷，四氯化硅、一氯三氢硅烷中的一种或多种，优选为甲硅烷，所述烃类气体选自甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、苯乙烯、苯、甲苯中的一种或多种，优选为甲烷。

6.根据权利要求2所述的一种宏量制备碳硅纳米材料的方法，其特征在于，烃类气体、含硅气体中的碳元素与硅元素的摩尔比为10％-90％：90％-10％。

7.根据权利要求3所述的一种宏量制备碳硅纳米材料的方法，其特征在于，所述甲烷与甲硅烷的摩尔比为1:1-1.1。

8.一种宏量制备碳硅纳米材料的装置，其特征在于，包括等离子电源控制的等离子体枪，等离子体枪的内腔连接有烃类气体和含硅气体储罐，等离子体枪的下端设置有冷却容器，冷却容器中设置有气体冷却环，所述冷却容器连接气固分离器并设置有吸气装置，所述气固分离器的气体出口依次连接热交换器和混合气体储罐，混合气体储罐与气体冷却环相连以输出冷却后的混合气体。

9.根据权利要求8所述的一种宏量制备碳硅纳米材料的装置，其特征在于，所述等离子体枪为两只，分别连接烃类气体储罐和含硅气体储罐，或者所述等离子体枪为一只，同步连接烃类气体储罐和含硅气体储罐或直接连接烃类气体及含硅气体的预混储罐。

10.根据权利要求8所述的一种宏量制备碳硅纳米材料的装置，其特征在于，所述吸气装置为鼓风机或真空泵，所述气固分离器下端设置有固体收集处，固体收集处连接真空吸料储存桶，真空吸料储存桶连接真空泵。