[发明专利]以煤炭液化残渣为原料等离子体制备纳米炭材料的方法

摘要

本发明涉及一种以煤炭直接液化残渣为原料，采用电弧等离子体炬制备纳米炭纤维材料的方法，该方法是将未经任何处理的煤炭直接液化残渣置于直流电弧等离子体炬中热处理，氮气作为电弧工作气体，在常压下，经120－175秒后，即可得到纳米炭纤维材料，制备过程无需添加任何催化剂。该制备方法工艺路线简单，原材料为煤炭加氢液化工艺的废弃物，是一种高效清洁利用煤液化残渣制备高附加值、功能炭纳米材料的好方法。可望用作催化剂和催化剂载体、锂离子二次电池阳极材料、双层电容器电极、高效吸附剂、分离剂及结构增强材料等。

主权项

1、一种以煤炭直接液化残渣为原料利用直流电弧等离子体炬制备纳米炭纤维材料的方法，其特征在于，将未经任何处理的煤炭直接液化残渣置于直流电弧等离子体炬中热处理，氮气作为电弧工作气体，在常压下，经120-175秒后，即可得到纳米炭纤维材料，其制备步骤如下：将未经任何处理的煤炭液化残渣置于等离子体炬喷嘴正下方30-40mm处的坩埚容器内，封闭反应器，向等离子体炬及反应装置通冷却水，接通高频电压电源和弧电压电源后，向系统内通入阳极电离气体和阴极冷却气体，电离气体为氮气，流量为4.5-6.5m3/h，纯度在99.5％以上；阴极冷却气体为氮气，流量为3.5-5m3/h，纯度在99.5％以上；启动高频电压击穿阳极电离气，点燃电弧，并通过可控硅调整电弧电流至220-240A，电压至140-150V，开始反应，反应时间持续120-175s后关闭电弧电源及电离气体，待系统冷却后打开反应器顶盖，收集产品。