竹原纖維納米碳顆粒的高溫制備裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種竹原纖維納米碳顆粒的高溫制備裝置，包括內(nèi)置有振動器與溫度傳感器的密閉容器和高溫水蒸汽發(fā)生器，所述高溫水蒸汽發(fā)生器包括水箱、用以加熱水的電加熱器以及蒸汽輸出管路，所述蒸汽輸出管路與密閉容器上腔相連通，所述蒸汽輸出管路上設(shè)有電磁閥，所述溫度傳感器與工控機(jī)輸入端相連接，所述工控機(jī)分別控制電加熱器和電磁閥工作。該裝置不僅能夠使得竹原纖維粉末快速碳化，而且制備的竹原纖維納米碳顆粒具有表面積大和超精細(xì)結(jié)構(gòu)等特性。
【專利說明】竹原纖維納米碳顆粒的高溫制備裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種竹原纖維納米碳顆粒的高溫制備裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]竹原纖維納米碳顆粒廣泛用于民用，軍用，建筑，化工，工業(yè)，航天以及超級跑車領(lǐng)域。在民用領(lǐng)域納米碳顆?？杉庸こ煽椢铩?、席、帶、紙及其他材料。納米碳顆粒用作絕熱保溫材料外，還可加入到樹脂、金屬、陶瓷、混凝土等材料中，構(gòu)成復(fù)合材料。納米碳顆粒增強(qiáng)的復(fù)合材料可用作飛機(jī)結(jié)構(gòu)材料、電磁屏蔽除電材料、人工韌帶等身體代用材料以及用于制造火箭外殼、機(jī)動船、工業(yè)機(jī)器人、汽車板簧和驅(qū)動軸等。納米碳顆粒也應(yīng)用在工業(yè)與民用建筑物、鐵路公路橋梁、隧道、煙囪、塔結(jié)構(gòu)等的加固補(bǔ)強(qiáng)，具有密度小，強(qiáng)度高，耐久性好，抗腐蝕能力強(qiáng)，可耐酸、堿等化學(xué)品腐蝕，柔韌性佳，應(yīng)變能力強(qiáng)的特點(diǎn)。傳統(tǒng)的竹原纖維納米碳顆粒方法通常采用高溫氧化煅燒成炭制成納米顆粒的炭粉，采用這種方法工藝復(fù)雜，需要耗費(fèi)大量燃料，工藝溫度掌控難度高且?guī)в形廴?，無法滿足環(huán)保與可持續(xù)性發(fā)展的要求，更重要的是，所形成的產(chǎn)品表面官能團(tuán)少無法滿足質(zhì)量要求，因此發(fā)明人設(shè)計(jì)一種利用微波過熱水蒸氣法制備具有高表面積、高孔體積、表面光滑孔徑小等特點(diǎn)的竹原纖維納米碳顆粒的裝置。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種竹原纖維納米碳顆粒的高溫制備裝置，該裝置不僅能夠使得竹原纖維粉末快速碳化，而且制備的竹原纖維納米碳顆粒具有高表面積、高孔體積、表面光滑孔徑小等特點(diǎn)。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種竹原纖維納米碳顆粒的高溫制備裝置，包括內(nèi)置有振動器與溫度傳感器的密閉容器和高溫水蒸汽發(fā)生器，所述高溫水蒸汽發(fā)生器包括水箱、用以加熱水的電加熱器以及蒸汽輸出管路`，所述蒸汽輸出管路與密閉容器上腔相連通，所述蒸汽輸出管路上設(shè)有電磁閥，所述溫度傳感器與工控機(jī)輸入端相連接，所述工控機(jī)分別控制電加熱器和電磁閥工作。
[0005]進(jìn)一步的，所述密閉容器底部設(shè)有排水管，所述排水管上設(shè)有水閥。
[0006]進(jìn)一步的，所述振動器置于密閉容器底部，所述振動器在密閉容器內(nèi)左右往復(fù)振動，所述溫度傳感器位于振動器上方。
[0007]進(jìn)一步的，所述電加熱器為微波加熱器。
[0008]進(jìn)一步的，所述蒸汽輸出管輸入端與水箱上腔側(cè)壁相連通，所述蒸汽輸出管輸出端設(shè)有蒸汽噴嘴。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):(I)本裝置不僅結(jié)構(gòu)簡單，而且能夠快速加工碳化竹原纖維形成納米碳顆粒；(2)本發(fā)明制備所得的竹原纖維納米碳顆粒，具有表面積大，低密度、高純度、稿楊氏模量、高強(qiáng)度、稿透明性和超精細(xì)結(jié)構(gòu)等特性；(3)制備的納米碳顆粒的表面具有更多的反應(yīng)基因，化學(xué)反應(yīng)性強(qiáng)，優(yōu)化了器在疏水性基質(zhì)材料中分散性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖中:1_密閉容器，2-高溫水蒸汽發(fā)生器，3-電磁閥，4-工控機(jī)，11-溫度傳感器，12-振動器，13-排水管，131-水閥，21-水箱，22-電加熱器，23-蒸汽輸出管路，231-蒸汽噴嘴。
【具體實(shí)施方式】
[0012]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下，但本發(fā)明并不限于此。
[0013]參考圖1，一種竹原纖維納米碳顆粒的高溫制備裝置，包括內(nèi)置有溫度傳感器11與振動器12的密閉容器I和高溫水蒸汽發(fā)生器2，所述高溫水蒸汽發(fā)生器2包括水箱21、用于加熱水的電加熱器22以及蒸汽輸出管路23，所述蒸汽輸出管路23與密閉容器I上腔相連通，所述蒸汽輸出管路23上設(shè)有電磁閥3，所述溫度傳感器11與工控機(jī)4輸入端相連接，所述工控機(jī)4分別控制電加熱器22和電磁閥3工作。
[0014]為了排出密閉容器I內(nèi)噴淋竹原纖維粉`末后由水蒸汽形成的液態(tài)水，所述密閉容器I底部設(shè)有排水管13，所述排水管上設(shè)有水閥131。
[0015]為了實(shí)時(shí)監(jiān)控密閉容器內(nèi)的水溫，密閉容器I內(nèi)還安裝用于探測溫度的溫度傳感器11，所述振動器12置于密閉容器底部，所述溫度傳感器11位于振動器12上方，所述振動器12在密閉容器I內(nèi)左右往復(fù)振動，振動器12上表面成內(nèi)凹的圓弧臺面，以便高溫水蒸汽充分噴淋在竹原纖維上，使竹原纖維粉末充分碳化，碳化更均勻。
[0016]本實(shí)施例中，所述電加熱器22為微波加熱器。
[0017]本發(fā)明中電加熱器22加熱后的熱水形成的水蒸汽上升至水箱21上腔，將蒸汽輸出管23輸入端設(shè)于水箱21上腔側(cè)壁，以便水蒸汽順著蒸汽輸出管23輸出，所述蒸汽輸出管23輸出端設(shè)有蒸汽噴嘴231，使得輸出的水蒸汽更均勻的噴淋在竹原纖維粉末上，加快竹原纖維粉末形成納米碳顆粒。同時(shí)溫度傳感器11實(shí)時(shí)測試密閉容器I內(nèi)水蒸汽的溫度以便反映給工控機(jī)4，讓工控機(jī)4調(diào)節(jié)電加熱22器的加熱功率，若水溫高則降低加熱功率，水溫低則升高加熱功率。同時(shí)工控機(jī)4控制電磁閥3以便實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)水蒸汽的輸出量。
[0018]使用時(shí)，將經(jīng)前處理的竹原纖維粉末轉(zhuǎn)移至振動器12，通過工控機(jī)4開啟電加熱器22，使水箱21內(nèi)的水加熱至預(yù)定溫度形成高溫蒸汽，開啟電磁閥3讓高溫蒸汽通過蒸汽輸出管路23及蒸汽噴嘴231噴出，竹原纖維粉末在振動器12上表面振動以實(shí)現(xiàn)受熱均勻，持續(xù)2-7小時(shí)后烘干，即可得到蓬松的黑色粉末，即竹原纖維納米碳顆粒。
[0019]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，設(shè)計(jì)出不同形式的竹原纖維納米碳顆粒的高溫制備裝置并不需要創(chuàng)造性的勞動，在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化、修改、替換和變型，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種竹原纖維納米碳顆粒的高溫制備裝置，其特征在于，包括內(nèi)置有振動器與溫度傳感器的密閉容器和高溫水蒸汽發(fā)生器，所述高溫水蒸汽發(fā)生器包括水箱、用以加熱水的電加熱器以及蒸汽輸出管路，所述蒸汽輸出管路與密閉容器上腔相連通，所述蒸汽輸出管路上設(shè)有電磁閥，所述溫度傳感器與工控機(jī)輸入端相連接，所述工控機(jī)分別控制電加熱器和電磁閥工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的竹原纖維納米碳顆粒的高溫制備裝置，其特征在于，所述密閉容器底部設(shè)有排水管，所述排水管上設(shè)有水閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的竹原纖維納米碳顆粒的高溫制備裝置，其特征在于，所述振動器置于密閉容器底部，所述振動器在密閉容器內(nèi)左右往復(fù)振動，所述溫度傳感器位于振動器上方。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的竹原纖維納米碳顆粒的高溫制備裝置，其特征在于，所述電加熱器為微波加熱器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的竹原纖維納米碳顆粒的高溫制備裝置，其特征在于，所述蒸汽輸出管輸入端與水箱上 腔側(cè)壁相連通，所述蒸汽輸出管輸出端設(shè)有蒸汽噴嘴。
【文檔編號】C01B31/02GK103496687SQ201310426647
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】張昂 申請人:福州大學(xué)