[实用新型]乙醇生长碳纳米管薄膜装置

说明书

本实用新型公开了一种乙醇制备碳纳米管薄膜的装置，通过碳源裂解装置、碳纳米管生长装置和尾气处理装置的协同作用，实现碳纳米管在高温环境中的稳定生长，碳纳米管生长装置包含承接架，承接架的承接板为沉积碳纳米管提供支撑作用，将其设置一定的倾斜角度，使裂解的碳纳米管在气流的作用下均匀分布在承接架的基片上，碳纳米管生长速率快，生长效率高，得到的碳纳米管薄膜厚度均匀，质量稳定，缺陷少，多个装有废气处理液的废气处理罐通过气体输送管道连接，深度处理反应尾气及未反应的碳源气体，减少对环境的污染。

技术领域

本实用新型属于薄膜生产设备技术领域，具体涉及碳纳米管薄膜制备装置。

背景技术

碳纳米管作为一种新型的纳米材料，由于其独特的几何结构与电子能带结构带来了诸多优异的性能，如强度高、比表面大、热传导率高﹑载流子迁移率高等，使得碳纳米管在电子，能源，智能传感，复合材料，航空航天等领域存在着巨大的应用前景和潜力。

碳纳米管薄膜的制备方法包括液相法和直接生长法，与液相法相比，直接生长法制备碳纳米管薄膜不需要在溶液中分散碳纳米管，可以避免对碳纳米管的损伤，不会引入额外的分散剂，能够得到高质量的碳纳米管薄膜。在直接生长法当中，化学气相沉积法能够很好的控制薄膜中碳纳米管的形貌，包括长度、直径、密度等，制备过程是将含有碳源、催化剂和促进剂的反应物以及载气分别注入反应室，在700～1600℃反应生成碳纳米管，然后进入收集室，碳纳米管沉积在收集装置的表面而形成一定厚度的碳纳米管薄膜。

乙醇作为碳源，因其可再生，价格低廉，来源广泛，受到了广泛的关注。用乙醇做碳源，通过化学气相沉积法容易生成单壁碳纳米管以及结晶性很好的多壁碳纳米管，反应温度窗口较宽。

现有技术对乙醇制备碳纳米管已有研究，但使用传统装置制备碳纳米管薄膜的均匀性较低，限制了其应用。

鉴于上述原因，亟需开发一种乙醇制备碳纳米管薄膜的装置，以得到平整的、均匀的碳纳米管薄膜。

实用新型内容

为了克服上述问题，本发明人对制备碳纳米的装置进行了锐意研究，结合乙醇的物化性质，开发出一种乙醇制备碳纳米管薄膜的装置，通过碳源裂解装置、碳纳米管生长装置和尾气处理装置的协同作用，实现碳纳米管在高温环境中的稳定生长，碳纳米管生长装置包含承接架，承接架的承接板为沉积碳纳米管提供支撑作用，将其设置一定的倾斜角度，使裂解的碳纳米管在气流的作用下均匀分布在承接架的基片上，碳纳米管生长速率快，生长效率高，得到的碳纳米管薄膜厚度均匀，质量稳定，缺陷少，多个装有废气处理液的废气处理罐通过气体输送管道连接，深度处理反应尾气及未反应的碳源气体，减少对环境的污染，从而完成了本实用新型。

具体来说，本实用新型的目的在于提供一种乙醇制备碳纳米管薄膜的装置，包括碳源裂解装置、碳纳米管生长装置和尾气处理装置，所述碳纳米管生长装置一端连接碳源裂解腔体，一端连接有尾气处理装置；

所述碳纳米管生长装置中放置有承接架，所述承接架包括底座和固定在底座上的承接板，承接板的高度和/或角度可调节，其上表面附着有基片，用来收集碳纳米管；

所述尾气处理装置包括多个装有废气处理液的废气处理罐，气体处理罐之间通过气体输送管道连接。

其中，碳源裂解装置包括进气口、出气口、裂解腔和加热组件Ⅰ，加热组件Ⅰ为碳源裂解装置提供裂解温度。

进一步地，加热组件Ⅰ与裂解腔之前填充导热材料。

其中，碳纳米管生长装置包括反应腔，加热组件Ⅱ和气体输送管道，加热组件Ⅱ为所述碳纳米管生长装置的反应腔提供碳纳米管生长温度。

进一步地，所述承接架的底座的形状为平面状或凹陷状。

更进一步地，底座上设有支撑柱，支撑柱与底座之间活动连接。

其中，支撑柱数量为3～6个。