[发明专利]碳纳米管薄膜的连续收集装置和制备装置及其制备方法

说明书

本发明提供了一种碳纳米管薄膜的连续收集装置和制备装置及其制备方法，该连续收集装置包括收集箱体和独立且可移动设置的转移干燥装置，所述收集箱体的相对两侧壁上分别开设有出口和入口；所述收集箱体内部具有收集滚筒、传动机构、切割机构和浸润机构；所述切割机构位于浸润机构的上方，且二者均设在收集箱体的内侧壁上并靠近出口处；所述收集滚筒通过传动机构调整其与入口处的相对位置及控制其转动；转移干燥装置与收集箱体配合以将收集箱体内部形成的碳纳米管薄膜转移至外部，并对碳纳米管薄膜进行干燥处理。该连续收集装置实现碳纳米管宏观体的收集、切割、浸润以及转移的连续化和自动化，减少人为操作流程，实现了自动化连续生产。

技术领域

本发明涉及碳纳米管薄膜的制备技术领域，具体涉及一种碳纳米管薄膜的连续收集装置和制备装置及其制备方法。

背景技术

碳纳米管具有独特的中空管状一维结构，而且其结构具有丰富的调控空间，具有强度高、质量轻、导电性好、环境耐受性强等优异特性。然而，微观微纳米级别的碳纳米管实用价值较低，制备宏观尺度的碳纳米管材料是其规模化和工程化应用的基础。

碳纳米管薄膜是由微纳级碳纳米管长程有序排列组成的二维宏观材料，在远红外加热、电磁屏蔽、空间防护等领域应用潜力巨大。目前，碳纳米管薄膜多采用浮动催化化学气相沉积的方法制备，向高温炉管内注入碳源液体或气体，在氢气、氩气等载气作用下，在高温炉管内部反应生成碳纳米管，并在气流作用下有序排列组装成为筒状碳纳米管宏观体，在气流作用下被吹出炉管，炉管出口端连接一个密封箱体，内部装有一个可以转动和移动的滚筒，将炉管出口端吹出的碳纳米管筒状宏观体缠绕在滚筒上，形成碳纳米管薄膜。该方法已经得到验证，但是现有的收集装置及制备装置仍存在连续性差、自动性差及效率低等问题。

本发明专利在现有技术的基础上，提出一种可以连续收集及制备碳纳米管薄膜的装置及其制备方法。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种碳纳米管薄膜的连续收集装置和制备装置及其制备方法，该碳纳米管薄膜的连续收集装置通过在收集箱体内部分别设置收集滚筒、传动机构、切割机构和浸润机构，并配合独立可移动的转移干燥装置，实现了碳纳米管宏观体的收集、切割、浸润以及转移的连续化和自动化，并最终实现碳纳米管薄膜的连续快速制备，且各步骤衔接连贯，减少人为操作流程，实现了自动化连续生产，以解决现有技术中用于碳纳米管薄膜的收集装置仍存在连续性差、效率低的技术问题。

为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供了一种碳纳米管薄膜的连续收集装置。

该碳纳米管薄膜的连续收集装置包括收集箱体和独立且可移动设置的转移干燥装置，其中：

所述收集箱体的相对两侧壁上分别开设有出口和入口；

所述收集箱体内部具有收集滚筒、传动机构、切割机构和浸润机构；所述切割机构位于所述浸润机构的上方，且二者均设置在所述收集箱体的内侧壁上并靠近所述出口处；所述收集滚筒通过所述传动机构调整其与所述入口处的相对位置及控制其转动；

所述转移干燥装置与所述收集箱体配合以将所述收集箱体内部形成的碳纳米管薄膜转移至所述收集箱体外部，并对所述碳纳米管薄膜进行干燥处理。

进一步的，所述传动机构包括第一传动组件、第二传动组件和第三传动组件；

在所述第一传动组件的驱动作用下，所述收集滚筒沿所述收集滚筒的中心轴线方向往复运动；

在所述第二传动组件的驱动作用下，所述收集滚筒朝远离或靠近所述收集箱体的入口端运动；

在所述第三传动组件的驱动作用下，所述收集滚筒沿竖直方向往复运动。

进一步的，所述切割机构包括第一丝杆和激光发生器，所述第一丝杆设置在所述收集箱体的内侧壁上，并且所述第一丝杆的运动轨迹方向与所述收集滚筒的轴向相同；所述激光发生器沿所述第一丝杆的运动轨迹方向往复运动。