[发明专利]一种以裂解炭黑为碳源的碳纳米管制造方法

摘要

本发明为一种以裂解炭黑为碳源的碳纳米管制造方法，此方法主要包括裂解炭黑的生产方法，裂解炭黑的预处理方法，及纳米管制造方法。所述裂解炭黑的生产是由特定的热裂解塔对废旧轮胎进行热裂解而生，之后将裂解炭黑经过筛选、研磨、酸洗提纯及改性等工序的预处理后，形成性能优良的碳纳米管原材料，应用于碳纳米管的制造中。碳纳米管生产设备可实现连续投放催化剂和原料，达到连续生产，提高碳纳米管的质量。由于利用此方法生产碳纳米管的初始原材料为废旧轮胎，可有效降低碳纳米管生产成本，同时废轮胎得到了循环利用，对于节能减排和生态环保，具有深远意义及影响。

主权项

1.一种以裂解炭黑为碳源的碳纳米管制造方法，其特征在于：所述以裂解炭黑为碳源的碳纳米管制造方法流程如下：/na.裂解炭黑的生产，使用热裂解设备将废旧轮胎裂解，生成拉伸强度达到20MPa以上的粗裂解炭黑；/nb.裂解炭黑的预处理，将步骤a中的裂解炭黑实行筛选除杂后研磨到10 μm以下，之后将研磨的裂解炭黑进行酸洗提纯，最后进行改性工序完成裂解炭黑的预处理；/nc.将步骤b中经过预处理的裂解炭黑加入到碳纳米管制备设备中，依据特定流程进行碳纳米管的制备，/n所述碳纳米管制备设备包括：电动机（1），由所述电动机（1）带动匀速转动的水平轴通过法兰连接有偏心轴，所述法兰设置在进料器（2）的一端，所述进料器（2）为圆柱形钢制结构，所述偏心轴设置在进料器（2）中，所述偏心轴上设置有硬毛刷，所述硬毛刷的毛长刚好触到偏心进料器（2）的底部；所述进料器（2）的顶部还设置有铜制的进料口及载气入口（4）；/n所述进料器（2）通过空心石墨棒与电弧炉（3）相连接，所述空心石墨棒上连接有空心阳极（13），所述电弧炉（3）内设置有柱状阴极（14），所述电弧炉（3）的上部设置有置换气体入口（5）及下部设置有抽真空接口（15）；/n所述电弧炉（3）与进料器（2）连接处、电弧炉（3）下侧及柱状阴极（14）均设置有冷却水入口和冷却水出口；/n当偏心轴上的刷子在电动机（1）的带动下旋转时，会将加入的炭黑与催化剂原料迅速混合均匀，而在载气的带动下，“沸腾”形成粉末状乃至“雾状”的原料会均匀的进入电弧炉（3）内；/n所述碳纳米管的制备流程为：/n步骤（1）、将空心阳极（13）安装在进料器（2）的原料出口处，调整好空心阳极（13）与柱状阴极（14）之间的距离；/n步骤（2）、按照从左到右的顺序连接好电动机（1）、进料器（2）和电弧炉（3），并调节高度使得各个系统进料口及出料口位于水平状态以保畅通；/n步骤（3）、检验电弧炉的气密性，断开进料器（2）与电弧炉（3）的连接，并将电弧炉（3）的原料入口堵住，然后将真空泵接到抽真空接口（15）上，检查电弧炉（3）的压强能否达到0.01MPa；/n步骤（4）、按照质量比准确称量已经烘干的催化剂与预处理后的裂解炭黑，通过漏斗由加料口（12）加入进料器（2）后将加料口（12）关闭密封，连接好进料器（2）与电弧炉（3）的接口；/n步骤（5）、开启真空泵将整个体系的压强调整到0.01MPa左右；/n步骤（6）、打开置换气体入口（5）的进气阀充入氩气至常压，反复两次，同时开启电动机（1）以较慢的转速带动进料器（2）中的刷子将原料混匀；/n步骤（7）、关闭与置换气体入口（5）连接的进气阀，并停止搅拌原料；开启载气入口（4）的进气阀，调节载气的进气速度，同时接通冷却水；/n步骤（8）、开启电弧放电装置，调节电流在90～110A之间，待电弧稳定后，开启电动机（1）进行搅拌进料，搅拌一段时间后，关掉电动机（1）并停止进料，同时关闭电弧放电的电源，结束反应，之后继续通冷却水半个小时；/n步骤（9）、打开电弧炉（3），分别收集阳极法栏板上和内置的收集器铁皮上的薄膜状产物，及阴极头的沉积物，进行称重包装。/n