[发明专利]一种炭黑气凝胶及其制备方法

权利要求书

1.一种炭黑气凝胶的制备方法，包括如下步骤：

1)、将炭毡制成筒状沉积基底，所述筒状沉积基底的一端设置有进气洞口，另一端使用盖板密封或开孔作为出气口；

2)、将步骤1)制得的筒状沉积基底放入沉积炉或管式炉中，通入碳源气体和保护气体，进行化学气相沉积，沉积结束后，冷却，裁切和剥离筒状沉积基底，得到炭黑气凝胶。

2.根据权利要求1所述的炭黑气凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，炭毡为短纤维炭毡、针刺毡和三维穿刺编织炭毡中的至少一种；筒状沉积基底的孔隙率为40％～90％，厚度为1～12mm；筒状沉积基底为长方体或圆筒状沉积基底。

3.根据权利要求1所述的炭黑气凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，盖板为炭毡、石墨板、石英板中的至少一种；出气口总面积不大于8mm²。

4.根据权利要求1所述的炭黑气凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，碳源气体为天然气、丙烯和丙烷中的至少一种；保护气体为氮气、氩气中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的炭黑气凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，化学气相沉积采用流化床化学气相沉积法，炭黑颗粒于沉积过程中在气流的作用下呈现出与流体相似的流动性能；碳源气体与保护气体的体积比为1～3:1～2；化学气相沉积的工艺条件为：温度为900～1150℃、压力为20～101kPa，沉积时长2～12h。

6.根据权利要求1所述的炭黑气凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，化学气相沉积炉炉体包括设于炉体的冷却水入口2、冷却水出口5、进气口1以及尾气出口7，设于炉体内由保温毡4围合形成的反应腔室，环绕保温毡设置的通电铜线圈3，用于检测反应腔室内温度的软体热电偶12，设于反应腔室内的石墨支撑架工装10，与支撑架相对设置的支撑板工装9，依次贯穿炉体底壁、保温毡底壁和支撑架工装10及支撑板工装9的进气管11，设置在支撑板工装9上的筒状基底8，筒状基底8的上端用盖板6封实；碳源气体和保护气体通过进气管11进入筒状基底8、支撑板工装9和盖板6合围形成的区域内，然后在筒状基底的腔体内环绕流动，使反应气体与炭毡基底充分接触沉积。

7.一种根据权利要求1～6任一项所述制备方法制得的炭黑气凝胶。

8.根据权利要求7所述的炭黑气凝胶，其特征在于，炭黑气凝胶由炭黑颗粒组成支链结构后逐层堆叠沉积构成；炭黑气凝胶中炭黑颗粒的粒径大小为50～500nm。

9.根据权利要求7所述的炭黑气凝胶，其特征在于，炭黑气凝胶的密度为0.1～0.2g/cm³。

10.根据权利要求7所述的炭黑气凝胶，其特征在于，炭黑气凝胶的疏水角为130°～160°。