[实用新型]一种用于制备富勒烯的电弧放电装置

说明书

本实用新型公开了一种用于制备富勒烯的电弧放电装置，包括反应炉，反应炉外部一侧设置有法兰盘，法兰盘上端固定有一根阴极杆，阴极杆垂直插入反应炉内，并在反应炉内部一端安装有阴极板，阴极板下端并排设置有若干阴极放电极，活动杆一端与阳极杆连接，另一端与电动伸缩杆的输出端连接，各阴极放电极内部分别嵌入一个距离传感器；反应炉顶部设置有集气腔，缓冲室顶端内壁内嵌装过滤挡板，过滤挡板内设置有若干匀气孔，缓冲室侧端与真空泵连通，导气管上设置有阀门；反应炉外壁套设一层密封罩，冷却空腔顶部设置有蓄水腔，冷却空腔底部设置有排水腔，排水腔底部与水箱连通，水箱底部一侧与蓄水腔之间通过导水管连通，导水管上安装有水泵。

技术领域

本实用新型涉及实验装置领域，具体为一种用于制备富勒烯的电弧放电装置。

背景技术

富勒烯是一种完全由碳组成的中空分子，形状呈球型、椭球型、柱型或管状，富勒烯在结构上与石墨很相似，石墨是由六元环组成的石墨烯层堆积而成，而富勒烯不仅含有六元环还有五元环，偶尔还有七元环。大量低成本地制备高纯度的富勒烯是富勒烯研究的基础，自从克罗托发现C60以来，人们发展了许多种富勒烯的制备方法。目前较为常用的为电弧法，电弧法是将电弧室抽成高真空，然后通入惰性气体如氦气。电弧室中安置有制备富勒烯的阴极和阳极，电极阴极材料通常为光谱级石墨棒，阳极材料一般为石墨棒，通常在阳极电极中添加铢、镍、铜或碳化钨等作为催化剂，当两根高纯石墨电极靠近进行电弧放电时，炭棒气化形成等离子体，在惰性气氛下小碳分子经多次碰撞、合并、闭合而形成稳定的C60及高炭富勒烯分子，它们存在于大量颗粒状烟灰中，沉积在反应器内壁上，收集烟灰提取。

目前制备富勒烯的电弧放电装置产率低，产生的粉末容易在阴极聚集；阳极端不断消耗的过程中不易调节阳极端与阴极放电端的距离，影响反应效率；惰性气体通入时不能立即均匀分布在反应炉内，缺少高效节能的冷却结构，降低富勒烯的产率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于制备富勒烯的电弧放电装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于制备富勒烯的电弧放电装置，包括反应炉，反应炉外部一侧设置有法兰盘，法兰盘上端固定有一根阴极杆，阴极杆垂直插入反应炉内，并在反应炉内部一端安装有阴极板，阴极板与法兰盘平行，阴极杆固定在阴极板上端，阴极板下端并排设置有若干阴极放电极，法兰盘下端对应各阴极放电极安装若干活动杆，活动杆一端与阳极杆连接，阳极杆沿平行于阴极杆方向垂直插入反应炉内，活动杆另一端与电动伸缩杆的输出端连接，各阴极放电极内部分别嵌入一个距离传感器；

反应炉顶部设置有集气腔，集气腔朝向反应炉内部的一面设置有若干出气孔，集气腔上方连接导气管，导气管顶部与三通结构的缓冲室底部连通，缓冲室顶端连通进气管，缓冲室顶端内壁内嵌装过滤挡板，过滤挡板内设置有若干匀气孔，缓冲室侧端与真空泵连通，导气管上设置有阀门；

反应炉外壁套设一层密封罩，密封罩与反应炉外壁之间形成冷却空腔，冷却空腔顶部设置有蓄水腔，冷却空腔底部设置有排水腔，排水腔底部与水箱连通，水箱内设置有制冷管，水箱底部一侧与蓄水腔之间通过导水管连通，导水管上安装有水泵。

优选的，阳极杆与阴极放电极之间留有一段距离，阳极杆的高度低于阴极放电极。

优选的，距离传感器为纽扣电池供电结构。

优选的，蓄水腔为环形结构，蓄水腔朝向冷却空腔内部的一面设置有若干出水孔，出水孔向反应炉外壁方向倾斜。

优选的，排水腔为开口向上的漏斗状结构。

优选的，反应炉外部设置有总控制面板，总控制面板分别与电动伸缩杆、距离传感器的控制端连接。