一种采用温控电弧炉批量生产单壁碳纳米管的方法.pdfVIP

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN1579931A

(43)申请公布日2005.02.16

(21)申请号CN200410026135.1

(22)申请日2004.05.17

(71)申请人西安交通大学

地址710049陕西省西安市咸宁路28号

(72)发明人柳永宁赵廷凯朱杰武宋小龙于光

(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司

代理人李郑建

(51)Int.CI

C01B31/02

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

一种采用温控电弧炉批量生产单壁

碳纳米管的方法

(57)摘要

本发明公开了一种采用温控电弧炉

批量生产单壁碳纳米管的方法，使用温控

电弧发生炉，通过调节电流的大小来控制

温度范围在25℃～900℃；反应容器内部

有同时安装1～6根消耗阳极棒的阳极转盘

及阴极；采用石墨阴、阳极在氦、或与

氮、氩气混和气氛下电弧放电，消耗阳极

棒为高纯石墨制成，端部沿轴线钻有盲

孔，盲孔内充填有石墨粉和催化剂，其中

催化剂为充填物总量的5.0％的铁、镍、镁

及钴粉末混合物；阴极为高纯石墨棒；通

过调节碳纳米管电弧发生炉的控温系统，

使碳纳米管反应容器在25℃～900℃的温

度范围内进行电弧放电，在氦、或与氮、

氩气混和气氛下，碳纳米管反应容器内壁

生成高纯度的单壁碳纳米管。本发明可以

批量、高纯度的生产单壁碳纳米管。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

权利要求说明书

1.一种采用温控电弧炉批量生产单壁碳纳米管的方法，使用温控电弧发生炉，该设

备的特点是在碳纳米管反应容器外安装一加热装置来控制不锈钢反应容器内部的温

度，温度用热电耦外联温度表盘，通过调节电流的大小来控制温度范围在25℃～

900℃；反应容器内部有同时安装1～6根消耗阳极棒的阳极转盘及阴极；采用石墨

阴、阳极在氦、或与氮、氩气混和气氛下电弧放电，其特征在于，消耗阳极棒为高

纯石墨制成，端部沿轴线钻有盲孔，盲孔内充填有石墨粉和催化剂，其中催化剂为

充填物总量5.0％的铁、镍、镁及钴粉末混合物；阴极为高纯石墨棒；通过调节碳

纳米管电弧发生炉的控温系统，使碳纳米管反应容器在25℃～900℃的温度范围内

进行电弧放电，在氦、或与氮、氩气混和气氛下，碳纳米管反应容器内壁生成高纯

度的单壁碳纳米管。

2.如权利要求1所述的采用温控电弧炉批量生产单壁碳纳米管的方法，其特征在于，

生产碳纳米管的具体步骤为：

(1)安装好阴、阳极后，关炉门，抽真空，达到预定的真空度10-3Pa以内；

(2)充入一种或多种保护气体到预定的压力；

(3)开启加热装置，通过调节电流使其温度达到预定的值；

(4)开启起弧放电装置，通过调节电流使其放电，阴阳极间距为1～2mm，放电时间

为10分钟左右；

(5)等水冷到常温后，打开炉门，刮取反应容器内壁的沉积物。

3.按照权利要求1所述的采用温控电弧炉批量生产单壁碳纳米管的方法，其特征在

于：所述盲孔为φ6mm～φ12mm，长为100mm～200mm。

4.按照权利要求1所述的采用温控电弧炉批量生产单壁碳纳米管的方法，其特征在

于：所述5.0％的铁、镍、镁及钴粉末混合物，其中铁为0～20％；镍为0～20％；

镁为0～40％；钴为0～20％。

说明书

技术领域

本发明属于碳纳米管的制备，特别涉及一种在温控电弧炉中批量生产单壁碳纳米管

的方法。

背景技术

碳纳米管自1991年被日本的电镜专家Iijima(S.IijimaNature1991(354))发现以来，

已在全世界范围内引起了各国研究者的广泛关注和极大兴趣。一般可分为单壁碳纳

米管(Single-walledcarbonnanotube)和多壁碳纳米