[发明专利]一种电弧活化碳纳米管后经CVD制备碳气凝胶的装置及方法

权利要求书

1.一种电弧活化碳纳米管后经CVD制备碳气凝胶的方法，其特征在于，电弧活化碳纳米管后经CVD制备碳气凝胶的方法包括：

步骤一：通过惰性载气进气口(5)向反应器(1)中通入经预热的惰性气体，反应器(1)通过控温系统(2)加热升温至反应温度；

步骤二：将碳纳米管粉体加入碳纳米管储罐(7)中，通过真空系统(8)多次连续充 入惰性气体放空后抽真空进行惰性气体置换；

步骤三：开启电弧发生器(3)，使连接在电弧发生器(3)阳极与阴极尖端的活性金属放出电弧；

步骤四：从惰性载气进气口(5)通入经预热的惰性气体，同时根据体积比分别从碳纳米管进料口(6)处加入碳纳米管粉体以及从碳源进气口(4)通入经预热的碳源气体；

步骤五：反应生成的碳纳米管气凝胶从反应器(1)另一端经管道进入成品收集罐(9)。

2.如权利要求1所述的电弧活化碳纳米管后经CVD制备碳气凝胶的方法，其特征在于，所述步骤一中反应温度设置为500℃-1100℃。

3.如权利要求1所述的电弧活化碳纳米管后经CVD制备碳气凝胶的方法，其特征在于，所述步骤二中碳纳米管为聚团状、定向垂直阵列状、定向水平阵列状的单壁、双壁、多壁碳纳米管中的一种或者多种的组合。

4.如权利要求1所述的电弧活化碳纳米管后经CVD制备碳气凝胶的方法，其特征在于，所述步骤三中电弧发生器(3)为直流电弧发生器、交流电弧发生器；电弧发生器功率为50-3000W。

5.如权利要求1所述的电弧活化碳纳米管后经CVD制备碳气凝胶的方法，其特征在于，所述步骤三中连接电弧发生器(3)阳极与阴极尖端活性金属为铁、钴、镍、铜、钼、锌、铬、钒、钨、镧的一种或者他们的组合。

6.如权利要求1所述的电弧活化碳纳米管后经CVD制备碳气凝胶的方法，其特征在于，所述惰性气体为氮气、氩气以及他们的混合气中的一种。

7.如权利要求1所述的电弧活化碳纳米管后经CVD制备碳气凝胶的方法，其特征在于，所述碳源气体为甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、丙烷、甲苯、二甲苯、甲醇、乙醇、一氧化碳中的一种以及他们的组合。

8.如权利要求1所述的电弧活化碳纳米管后经CVD制备碳气凝胶的方法，其特征在于，所述步骤四中惰性气体与碳源气体的体积比例为0.02-30∶1；惰性气体进气流量与加入碳纳米管粉体的比例为3-200L/min∶0.1Kg/min。

9.如权利要求1所述的电弧活化碳纳米管后经CVD制备碳气凝胶的方法，其特征在于，所述惰性气体的预热温度在400℃-1100℃；碳源气体的预热温度在500℃-900℃。

10.一种用于实现权利要求1所述方法的电弧活化碳纳米管后经CVD制备碳气凝胶的装置，其特征在于，电弧活化碳纳米管后经CVD制备碳气凝胶的装置包括：反应器(1)、控温系统(2)、电弧发生器(3)、碳源进气口(4)、惰性载气进气口(5)、碳纳米管进料口(6)、碳纳米管储罐(7)、真空系统(8)、成品收集储罐(9)；

真空系统(8)通过管道与碳纳米管储罐(7)连接，碳纳米管储罐(7)下端设置有碳纳米管进料口(6)，碳纳米管进料口(6)左侧设置有惰性载气进气口(5)，惰性载气进气口(5)通过管道与反应器(1)的左端连接，反应器(1)左端固定有电弧发生器(3)，电弧发生器(3)的右侧、反应器(1)的上部设置有碳源进气口(4)，反应器(1)外部设置有控温系统(2)，反应器(1)的右端通过管道与成品收集储罐(9)连接。