专利名称：电弧法制备c60的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种采用电弧法制备C60的装置。
C60是除石墨和金刚石之外碳的又一同素异构体，C60以其独特的结构和性质，在化学、物理和材料科学相互交叉的领域中显示出巨大的应用潜力。目前最通用的制备C60的方法是电弧法，所采用的装置如图1所示，包括密闭反应容器1，阳极2和阴极3，阳极推进机构4，一般地，阳极为石墨棒，阴极为石墨圆盘(直流或交流电源)或石墨棒(交流电源)，电极在低压氦气气氛中通以电流使之放电，产生的碳蒸汽经反应容器水冷套的冷却而成碳黑沉积在容器的内表面，将此碳黑收集、分离提纯后可得到棕黑色的C60固体。应用该装置生产碳黑，待阳极消耗完毕后，再装入一支新棒，重新放电。一般放电操作的反应时间为15分钟，而其余非反应时间却长达40分钟，效率不高。
为简化操作，提高生产效率，特提出本实用新型。
本实用新型－－电弧法制备C60的装置如图2所示，主体部份包括水冷式反应容器1，阳极2和阴极3，与阳极联接的套筒式推进机构6，通过橡胶密封垫固定在阳极推进机构6的导槽8上的料仓7，由带圆孔的锥形石墨套管组成的阳极棒导电机构9，以及与阴极联接的调节极间距离的阴极进退调节机构10。
反应容器为一不锈钢式带水冷夹套的圆筒，前后端盖均可拆卸。筒体上方开有一观察孔5，左、右侧各有一分别与阴极进退调节机构10和与阳极推进机构6的导槽8相连接的圆孔。阳极棒导电机构9固定在前端盖上，如图3所示，在该前端盖上还有孔道与真空及氦气系统相通。后端盖上通过密封圈固定有阴极积渣清除机构11，该机构用于直流电源时清除放电过程中阴极产生的阴极积渣。
料仓7为扁盒状，可一次预装石墨棒(阳极棒)15支以上，料仓的规格大小视需要而定，料仓通过橡胶密封垫固定在阳极推进机构的导槽8上，由于推进机构6的套筒内部为丝杆螺母结构，转动手柄可使螺母旋转并带动丝杆在导槽8内前进，丝杆顶端的滑块即可将料仓最底下的一支石墨棒沿导槽8推进至阳极棒导电机构9，在推进机构上还附有机械式石墨棒推进位移显示器。阳极棒导电机构的剖面图如图4所示，包括水冷导电棒12，石墨接块13，带圆孔的锥形石墨套14，石墨电极在圆孔中与锥形导管通过接触导电。采用锥形圆孔导电，既可固定石墨管，又可方便地更换锥形套。为了使阳极棒移动时与锥形石墨套管14保持良好的电接触，本实用新型采用杠杆式弹簧压紧装置16，如图5所示，压紧装置的压块15穿过锥形套14直接与阳极棒2接触，杠杆支点17与弹簧18固定在水冷导电棒12上。阴极进退调节机构10采用螺旋传动结构，通过绝缘材料与反应容器1联接，阴极导电杆直接插入调节机构内作轴向运动，阴极块直接固定在阴极导电杆端部，因此可以进退双向调节，用来调节控制两电极间距的大小。阴极进退调节机构10和阳极推进机构6可以采用液压装置。阴极积渣清除机构11为一可向内推进的金属杆，如图3所示，用于阴极积渣清除。
本实用新型既可用直流电源也可用交流电源。采用交流电源时，需不定时更换阴极块。
图1电弧法制备C60的常规装置示意图；图2本实用新型的正视图；图3本实用新型的俯视局部截面图；图4阳极棒导电机构结构图；图5阳极棒压紧装置。
本实用新型可不拆装容器而连续进行放电作业，每次可连续放电15根以上的石墨棒，产生的碳黑量及碳黑中C60的含量与单支阳极操时相同，按连续15支计算，生产效率可提高3倍以上，且大大简化了操作，同时还能减少氦气的消耗，降低生产成本。
权利要求1.一种电弧法制备C60的装置，包括密闭反应容器，阳极和阴极，阳极推进机构，其特征在于本实用新型还包括与阳极棒联接的套筒式推进机构，套筒内部为丝杆螺母结构，通过橡胶密封垫固定在阳极推进机构的导槽上的料仓，由带圆孔锥形石墨套管组成的阳极棒导电机构，使阳极棒移动时与锥形石墨套管保持良好电接触的杠杆式弹簧压紧装置，以及与阴极联接的调节极间距离的阴极进退调节机构。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，当使用直流电源时，在容器的后盖上通过密封圈固定有可向内推进的用于阴极积渣清除的金属杆。
专利摘要一种采用电弧法制备C60的装置，本实用新型主体部分包括水冷式反应容器1，阳极2和阴极3，套筒式推进机构6，通过橡胶密封垫固定在阳极推进机构6上的料仓7，由带圆孔的锥形石墨套管组成的阳极棒导电机构9，以及调节极间距离的阴极进退调节机构。本实用新型可不拆装容器而连续进行放电作业，每次可连续放电15根石墨棒，产出的碳黑量及碳黑中C60的含量与单支阳极操时相同，生产效率可提高3倍以上，且大大简化了操作，同时还能减少氦气的消耗，降低生产成本。
文档编号C01B31/00GK2193876SQ9421724
公开日1995年4月5日 申请日期1994年7月16日 优先权日1994年7月16日
发明者孙铭良, 黄克雄, 李新海, 李晶 申请人:中南工业大学