用于批量生產(chǎn)碳納米管與氧化物復(fù)合材料的反應(yīng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本實用新型涉及化工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于批量生產(chǎn)碳納米管與氧化物復(fù)合材料的反應(yīng)裝置。
[0003](二)
【背景技術(shù)】
[0004]材料、能源和信息是現(xiàn)代社會的支柱，也是新世紀(jì)所關(guān)心的主要問題。新材料的開發(fā)有可能成為新的經(jīng)濟(jì)增長點，在很大程度上決定或影響著一門產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。碳納米管所具有的獨特的電磁學(xué)、光學(xué)、力學(xué)、化學(xué)等性能，大量有關(guān)其在場發(fā)射電子源、傳感器、新型光學(xué)材料、軟鐵磁材料等領(lǐng)域的應(yīng)用研究不斷被報道。隨著碳納米管及納米材料研究的不斷深入，其廣闊的應(yīng)用前景不斷顯現(xiàn)出來。金屬氧化物材料具有資源充足、環(huán)境友好和用途廣泛等特點。在催化劑、顏料、磁性材料、光電材料、氣體傳感器和鏗離子電池方面有著廣泛的應(yīng)用，在科學(xué)和工業(yè)技術(shù)上也有重要的意義。基于金屬氧化物與碳納米管的復(fù)合納米結(jié)構(gòu)可以兼具金屬氧化物和碳納米管兩者的優(yōu)點，己經(jīng)在鋰離子電池、超級電容器、能源催化中表現(xiàn)出許多優(yōu)異的性能，而成為納米材料研究的一個熱點領(lǐng)域。
[0005]目前，以碳納米管為基體的復(fù)合材料主要通過直接復(fù)合方法和表面改性復(fù)合方法制備。通過直接復(fù)合的方法，碳納米管多以碳納米管粉末的形式存在，碳納米管本身容易發(fā)生團(tuán)聚，因此無法控制制備的碳納米管復(fù)合材料中的納米材料在碳納米管表面的分布，納米顆粒和碳納米管在復(fù)合材料中的分布不均勻。通過表面改性復(fù)合方法，會破壞碳納米管自身的結(jié)構(gòu)過程復(fù)雜、對環(huán)境不友好。
[0006](三)
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本實用新型為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種自動化程度高、生產(chǎn)成本低的用于批量生產(chǎn)碳納米管與氧化物復(fù)合材料的反應(yīng)裝置。
[0008]本實用新型是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0009]—種用于批量生產(chǎn)碳納米管與氧化物復(fù)合材料的反應(yīng)裝置，包括設(shè)置有攪拌器的反應(yīng)釜，其特征在于:所述反應(yīng)釜頂部兩側(cè)分別設(shè)置有液體進(jìn)料室和漿料進(jìn)料室，反應(yīng)釜上設(shè)置有不銹鋼導(dǎo)氣管;反應(yīng)釜設(shè)置在油浴鍋內(nèi)，油浴鍋內(nèi)盛裝有導(dǎo)熱油，油浴鍋內(nèi)設(shè)置有位于導(dǎo)熱油液面下的溫度控制儀A。
[0010]本實用新型由加熱系統(tǒng)、進(jìn)料系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)、導(dǎo)氣系統(tǒng)和報警系統(tǒng)組成，反應(yīng)釜位于油浴鍋內(nèi)，通過油浴對反應(yīng)釜進(jìn)行加熱，液體進(jìn)料室和漿料進(jìn)料室位于反應(yīng)釜頂端且分居兩側(cè)，通過進(jìn)料管與反應(yīng)釜相連，導(dǎo)氣管位于反應(yīng)釜一側(cè)，用以疏導(dǎo)反應(yīng)釜內(nèi)的氣體；而溫度控制儀A在油浴液面以下，用于控制油浴的溫度。
[0011]其優(yōu)選的技術(shù)特征為:
[0012]所述反應(yīng)釜內(nèi)設(shè)置有液位報警器和位于液面下方的溫度控制儀B，便于控制反應(yīng)釜內(nèi)混合液的溫度。
[0013]所述液體進(jìn)料室通過進(jìn)料管與儲罐連接，進(jìn)料管上設(shè)置有蠕動栗和開關(guān)閥，實現(xiàn)液體的進(jìn)料。
[0014]所述漿料進(jìn)料室通過進(jìn)料管與攪拌釜連接，進(jìn)料管上設(shè)置有往復(fù)栗和開關(guān)閥，實現(xiàn)楽料的進(jìn)料。
[0015]所述反應(yīng)釜通過不銹鋼管線連接各接口，防止發(fā)生腐蝕現(xiàn)象，保證其較長的使用壽命O
[0016]本實用新型能有效地預(yù)防碳納米管進(jìn)料過程中的團(tuán)聚沉積，從而解決了產(chǎn)品粒徑較大且不均勻、實驗重復(fù)性差的問題，可以控制進(jìn)料速度，操作方便，自動化程度高，生產(chǎn)成本低，可用于大規(guī)模批量生產(chǎn)。
[0017](四)
【附圖說明】
[0018]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步的說明。
[0019]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本實用新型液體進(jìn)料室的管道連接示意圖；
[0021]圖3為本實用新型漿料進(jìn)料室的管道連接示意圖。
[0022]圖中，I液體進(jìn)料室，2溫度控制儀B，3溫度控制儀A，4漿料進(jìn)料室，5不銹鋼導(dǎo)氣管，6液位報警器，7反應(yīng)釜，8液面，9油浴鍋，10導(dǎo)熱油，11攪拌器，12儲罐，13蠕動栗，14攪拌釜，15往復(fù)栗。
[0023](五)
【具體實施方式】
[0024]附圖為本實用新型的一種具體實施例。該實施例包括設(shè)置有攪拌器11的反應(yīng)釜7，所述反應(yīng)釜7頂部兩側(cè)分別設(shè)置有液體進(jìn)料室I和漿料進(jìn)料室4，反應(yīng)釜7上設(shè)置有不銹鋼導(dǎo)氣管5;反應(yīng)釜7設(shè)置在油浴鍋9內(nèi)，油浴鍋9內(nèi)盛裝有導(dǎo)熱油10，油浴鍋9內(nèi)設(shè)置有位于導(dǎo)熱油10液面下的溫度控制儀A3;所述反應(yīng)釜7內(nèi)設(shè)置有液位報警器6和位于液面8下方的溫度控制儀B2;所述液體進(jìn)料室I通過進(jìn)料管與儲罐12連接，進(jìn)料管上設(shè)置有蠕動栗13和開關(guān)閥；所述漿料進(jìn)料室4通過進(jìn)料管與攪拌釜14連接，進(jìn)料管上設(shè)置有往復(fù)栗15和開關(guān)閥；所述反應(yīng)釜7通過不銹鋼管線連接各接口。
[0025]如圖1所示，本實用新型包括加熱系統(tǒng)、進(jìn)料系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)、導(dǎo)氣系統(tǒng)和報警系統(tǒng)五部分。加熱系統(tǒng)油浴鍋9內(nèi)盛放有二甲基硅油，由溫度控制儀A3控制油浴溫度;反應(yīng)系統(tǒng)反應(yīng)釜7位于油浴鍋9內(nèi)，通過油浴對反應(yīng)釜7進(jìn)行加熱，可以保證反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)溫度的恒定，防止局部受熱不均。反應(yīng)釜7內(nèi)有攪拌器11來混勻反應(yīng)物。進(jìn)料系統(tǒng)位于反應(yīng)釜7的頂端;進(jìn)料系統(tǒng)由液體進(jìn)料室I和漿料進(jìn)料室4構(gòu)成。為了防止反應(yīng)釜7內(nèi)局部壓力過大造成的危險及帶來的副反應(yīng)在反應(yīng)系統(tǒng)的一側(cè)增加了不銹鋼導(dǎo)氣管5和液位報警器6;不銹鋼導(dǎo)氣管5位于反應(yīng)釜7內(nèi)一側(cè)，用以疏導(dǎo)反應(yīng)釜7內(nèi)的氣體。液位報警器6位于反應(yīng)釜7內(nèi)，用以檢測反應(yīng)釜7內(nèi)液位差的變化。
[0026 ]如圖2所示，液體進(jìn)料室I由儲罐12、蠕動栗13、開關(guān)閥組成，其中儲罐12儲存反應(yīng)液(氧化物的前驅(qū)體鹽溶液)，蠕動栗13用以液體進(jìn)料驅(qū)動裝置，開關(guān)閥用以控制液體進(jìn)料的開始或結(jié)束。如圖3所示，碳納米管漿料進(jìn)料室4由攪拌釜14、往復(fù)栗15、開關(guān)閥組成。為了防止碳納米管進(jìn)料過程中的團(tuán)聚沉積在碳納米管漿料儲藏室增加了攪拌器，往復(fù)栗15用以液體進(jìn)料驅(qū)動裝置。其中蠕動栗13和往復(fù)栗15帶有數(shù)顯功能，可以控制流速。液體進(jìn)料管線為不銹鋼管線，納米管漿料管線為不銹鋼管線。
[0027]首先通過油浴對反應(yīng)釜7進(jìn)行加熱，由溫度控制儀A3控制加熱溫度。待反應(yīng)釜7內(nèi)溫度達(dá)到預(yù)定反應(yīng)溫度時，開啟進(jìn)料系統(tǒng)開關(guān)閥，液體從儲罐12或碳納米管漿料分別按照設(shè)定的流速經(jīng)蠕動栗13、往復(fù)栗15進(jìn)入反應(yīng)釜7在攪拌器11的作用下進(jìn)行反應(yīng)。
【主權(quán)項】
1.一種用于批量生產(chǎn)碳納米管與氧化物復(fù)合材料的反應(yīng)裝置，包括設(shè)置有攪拌器(11)的反應(yīng)釜(7)，其特征在于:所述反應(yīng)釜(7)頂部兩側(cè)分別設(shè)置有液體進(jìn)料室(I)和漿料進(jìn)料室(4)，反應(yīng)釜(7)上設(shè)置有不銹鋼導(dǎo)氣管(5);反應(yīng)釜(7)設(shè)置在油浴鍋(9)內(nèi)，油浴鍋(9)內(nèi)盛裝有導(dǎo)熱油(10)，油浴鍋(9)內(nèi)設(shè)置有位于導(dǎo)熱油(10)液面下的溫度控制儀A(3)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于批量生產(chǎn)碳納米管與氧化物復(fù)合材料的反應(yīng)裝置，其特征在于:所述反應(yīng)釜(7)內(nèi)設(shè)置有液位報警器(6)和位于液面(8)下方的溫度控制儀B(2)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于批量生產(chǎn)碳納米管與氧化物復(fù)合材料的反應(yīng)裝置，其特征在于:所述液體進(jìn)料室(I)通過進(jìn)料管與儲罐(12)連接，進(jìn)料管上設(shè)置有蠕動栗(13)和開關(guān)閥。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于批量生產(chǎn)碳納米管與氧化物復(fù)合材料的反應(yīng)裝置，其特征在于:所述漿料進(jìn)料室(4)通過進(jìn)料管與攪拌釜(14)連接，進(jìn)料管上設(shè)置有往復(fù)栗(15)和開關(guān)閥。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于批量生產(chǎn)碳納米管與氧化物復(fù)合材料的反應(yīng)裝置，其特征在于:所述反應(yīng)釜(7)通過不銹鋼管線連接各接口。
【專利摘要】本實用新型涉及化工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別公開了一種用于批量生產(chǎn)碳納米管與氧化物復(fù)合材料的反應(yīng)裝置。該用于批量生產(chǎn)碳納米管與氧化物復(fù)合材料的反應(yīng)裝置，包括設(shè)置有攪拌器的反應(yīng)釜，其特征在于：所述反應(yīng)釜頂部兩側(cè)分別設(shè)置有液體進(jìn)料室和漿料進(jìn)料室，反應(yīng)釜上設(shè)置有不銹鋼導(dǎo)氣管；反應(yīng)釜設(shè)置在油浴鍋內(nèi)，油浴鍋內(nèi)盛裝有導(dǎo)熱油，油浴鍋內(nèi)設(shè)置有位于導(dǎo)熱油液面下的溫度控制儀A。本實用新型能有效地預(yù)防碳納米管進(jìn)料過程中的團(tuán)聚沉積，從而解決了產(chǎn)品粒徑較大且不均勻、實驗重復(fù)性差的問題，可以控制進(jìn)料速度，操作方便，自動化程度高，生產(chǎn)成本低，可用于大規(guī)模批量生產(chǎn)。
【IPC分類】B01J19/18
【公開號】CN205253093
【申請?zhí)枴緾N201520916269
【發(fā)明人】呂金釗, 李進(jìn)潘, 張 煥, 程浩然, 李延鋒, 趙成龍, 王瑛, 王勝偉
【申請人】山東玉皇新能源科技有限公司, 山東玉皇化工有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年11月17日