一种智能化氮化硼纳米管制备装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种智能化氮化硼纳米管制备装置，属于氮化硼纳米管制备技术领域。包括退火反应炉；所述退火反应炉设有进气阀门和出气阀门；所述进气阀门连接气体干燥装置，所述气体干燥装置连接气源；所述出气阀门连接过滤装置，所述过滤装置连接尾气处理装置，所述尾气处理装置连接尾气流量控制器；本实用新型可用于批量制备氮化硼纳米管；本实用新型操作方便，适合工业生产应用；本实用新型能够提高氮化硼纳米管产率；本实用新型确保氮化硼纳米管合成高产率和较大的制备能力，还具有高度热工控制集成，具有节能降耗和操作方便的特点；本实用新型能够实现智能化控制，能够远程进行操作，实现了智能化。
【专利说明】
一种智能化氮化硼纳米管制备装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种智能化氮化硼纳米管制备装置，属于氮化硼纳米管制备技术领域。【背景技术】
[0002]氮化硼纳米管，BNNTs根据其管壁层数可以分为单壁和多壁两种结构。B-N单元和 C-C单元具有相同的价电子数目，在h-BN平面中，一个B原子和一个N原子以sp2杂化后形成3 个B-N共价键，形成一个类石墨的平面六角网状结构。BNNTs的力学性能已经通过热振动方法得到了较好的实验验证。结果发现单根多壁BNNTs的杨氏模量约为l.lSTPa，约为块状h-BN平面杨氏模量的14倍，同时也可能是已知绝缘纤维材料中最高的。该实验结果也与利用紧束方法理论计算值相符合。但是最近发现，通过原位折弯实验后的单根多壁BNNTs的杨氏模量比理论值低了0.5-0.6TPa，这很可能是由于多壁BNNTs中存在多边截断面形貌所致。 Golberg等研究了BNNTs的弹性性质。结果表明，在经过几十次的反复严重变形，折弯角度约 70°后，BNNTs管壳出现了严重的弯曲和变形，但是，当负载释放后明显发现，BNNTs又恢复了原来的完美形貌。因此，BNNTs可以像CNTs—样用于制造刀具和模具，还可作为纳米尺度的电子器件、纳米结构的陶瓷、高强度纤维材料。
[0003]现有的氮化硼纳米管制备起来较为困难，很少能够实现批量生产，并且在生产过程中无法做到智能化控制。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，提出一种智能化氮化硼纳米管制备装置，适用于利用多种不同类型前驱体在较低温度下(600?1300°C)制备氮化硼纳米管及相关产品，是一种间歇式周期性制备装置，可用于批量制备氮化硼纳米管;并且能够实现智能化的操纵控制。
[0005]本实用新型技术方案如下:一种智能化氮化硼纳米管制备装置，包括退火反应炉； 所述退火反应炉设有进气阀门和出气阀门；所述进气阀门连接气体干燥装置，所述气体干燥装置连接气源;所述出气阀门连接过滤装置，所述过滤装置连接尾气处理装置，所述尾气处理装置连接尾气流量控制器;所述退火反应炉连接主控中心，所述主控中心分别连接无线收发模块、电源模块和触摸屏输入模块;还包括与进气阀门相连的真空栗，所述真空栗与主控中心相连;还包括加热装置，所述加热装置的一端与主控中心相连，另一端与退火反应炉相连。
[0006]所述进气阀门和气体干燥装置之间设有第一气压表和进气总阀门。
[0007]所述气体干燥装置和气源之间设有流量控制器。[〇〇〇8]所述出气阀门和过滤装置之间设有第二气压表，所述过滤装置和尾气处理装置之间设有气体检测装置。
[0009]所述尾气处理装置与气体干燥装置相连;所述尾气处理装置和气体干燥装置之间设有气体循环栗和循环气体控制器。
[0010]还包括远程上位机;所述无线收发模块与远程上位机相连。
[0011]所述真空栗和退火反应炉相连，所述真空栗和退火反应炉之间设有针型阀门。
[0012]本实用新型的有益效果:本实用新型可用于批量制备氮化硼纳米管;本实用新型操作方便，适合工业生产应用;本实用新型能够提高氮化硼纳米管产率;本实用新型确保氮化硼纳米管合成高产率和较大的制备能力，还具有高度热工控制集成，具有节能降耗和操作方便的特点;本实用新型能够实现智能化控制，能够远程进行操作，实现了智能化。【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的结构示意图。
[0014]图中:卜退火反应炉;2-主控中心;3-无线收发模块;4-电源模块;5-触摸屏输入模块;6-远程上位机；7-真空栗；8-针型阀门；9-进气阀门；10-第一气压表；11-进气总阀门； 12-气体干燥装置；13-流量控制器；14-气源；15-循环气体控制器；16-气体循环栗；17-尾气流量控制器；18-尾气处理装置；19-气体检测装置;20-过滤装置;21-第二气压表;22-出气阀门；23-加热装置。【具体实施方式】
[0015]如图1所示，本实用新型一种智能化氮化硼纳米管制备装置，包括退火反应炉1;所述退火反应炉1设有进气阀门9和出气阀门22;所述进气阀门9连接气体干燥装置12，所述气体干燥装置12连接气源14;所述出气阀门22连接过滤装置20，所述过滤装置20连接尾气处理装置18，所述尾气处理装置18连接尾气流量控制器17;所述退火反应炉1连接主控中心2， 所述主控中心2分别连接无线收发模块3、电源模块4和触摸屏输入模块5;还包括与进气阀门9相连的真空栗7,所述真空栗7与主控中心2相连;还包括加热装置23,所述加热装置23的一端与主控中心2相连，另一端与退火反应炉1相连。
[0016]本实用新型所述进气阀门9和气体干燥装置12之间设有第一气压表10和进气总阀门11。所述气体干燥装置12和气源14之间设有流量控制器13。所述出气阀门22和过滤装置 20之间设有第二气压表21，所述过滤装置20和尾气处理装置18之间设有气体检测装置1。所述尾气处理装置18与气体干燥装置12相连;所述尾气处理装置18和气体干燥装置12之间设有气体循环栗16和循环气体控制器15。还包括远程上位机6;所述无线收发模块3与远程上位机6相连。所述真空栗7和退火反应炉1相连，所述真空栗7和退火反应炉1之间设有针型阀门8〇[〇〇17]本实用新型工作过程如下:
[0018]首先将氮化硼纳米管合成用原料加入退火反应炉，密封炉管两端，关闭出气阀门和进气总阀门，打开进气阀门和针形阀门，接通真空栗电源，排除退火反应炉内的空气，其中通过气压表可以检测炉管内部气压，关闭针形阀，断开真空栗电源，打开进气总阀门，让气源进入气体干燥装置，通过流量控制器控制反应气体流量大小，反应气体经气体干燥装置干燥处理后，通过气路管由退火反应炉的底端进气总口进入炉管内，待气压表指针显示〇 或为微正压时，打开出气阀门，原料装填和反应炉排气完成。
[0019]接通加热装置，设定升温、保温、降温时间及其温度，反应气体与氮化硼纳米管合成用原料在600?1300°C退火反应后，尾气中少量生成物粉尘通过出气总口带出，进入过滤装置。尾气中含有没有完全反应的气体、新生成的出和出0蒸汽，尾气经过气体检测装置，可测定尾气成分及其含量。尾气由尾气处理装置处理，尾气处理装置可以分离未反应的气体和经过退火反应后新生产的出和出0蒸汽。新生产的出和出0蒸汽经过尾气流量控制器后烧掉或排出。尾气经过尾气处理装置后回收的未反应气体在气体循环栗帮助下再次通入气体干燥装置，用循环气体流量计控制进入气体干燥装置的气体流量大小，实现反应气体的循环。通过上述步骤完成退火反应操作、尾气处理和循环。退火反应结束之后，退火反应炉温度冷却至室温，卸开炉管，取出退火后氮化硼纳米管粗产物，并将滤尘器中的粉料和退火后氮化硼纳米管粗产品合并，经过酸洗，过滤，干燥过程后，即可得到氮化硼纳米管。
[0020]本实用新型的主控中心，负责所有数据的集中处理;无线收发模块负责将主控中心的数据传送到远程上位机，并同时将远程上位机发出的指令传送给主控中心;触摸屏输入模块用来人工输入指令，实现人工干预操作。
[0021]本实用新型可用于批量制备氮化硼纳米管;本实用新型操作方便，适合工业生产应用;本实用新型能够提高氮化硼纳米管产率;本实用新型确保氮化硼纳米管合成高产率和较大的制备能力，还具有高度热工控制集成，具有节能降耗和操作方便的特点;本实用新型能够实现智能化控制，能够远程进行操作，实现了智能化。
【主权项】
1.一种智能化氮化硼纳米管制备装置，其特征在于:包括退火反应炉(1);所述退火反 应炉(1)设有进气阀门(9)和出气阀门(22);所述进气阀门(9)连接气体干燥装置(12 )，所述 气体干燥装置(12)连接气源(14);所述出气阀门(22)连接过滤装置(20)，所述过滤装置 (20)连接尾气处理装置(18)，所述尾气处理装置(18)连接尾气流量控制器(17);所述退火 反应炉(1)连接主控中心(2)，所述主控中心(2)分别连接无线收发模块(3)、电源模块(4)和 触摸屏输入模块(5);还包括与进气阀门(9)相连的真空栗(7)，所述真空栗(7)与主控中心 (2)相连;还包括加热装置(23)，所述加热装置(23)的一端与主控中心(2)相连，另一端与退 火反应炉(1)相连。2.根据权利要求1所述的一种智能化氮化硼纳米管制备装置，其特征在于:所述进气阀 门(9)和气体干燥装置(12)之间设有第一气压表(10)和进气总阀门(11)。3.根据权利要求1所述的一种智能化氮化硼纳米管制备装置，其特征在于:所述气体干 燥装置(12)和气源(14)之间设有流量控制器(13)。4.根据权利要求1所述的一种智能化氮化硼纳米管制备装置，其特征在于:所述出气阀 门(22)和过滤装置(20)之间设有第二气压表(21)，所述过滤装置(20)和尾气处理装置(18) 之间设有气体检测装置(19)。5.根据权利要求1所述的一种智能化氮化硼纳米管制备装置，其特征在于:所述尾气处 理装置(18)与气体干燥装置(12)相连;所述尾气处理装置(18)和气体干燥装置(12)之间设 有气体循环栗(16)和循环气体控制器(15)。6.根据权利要求1所述的一种智能化氮化硼纳米管制备装置，其特征在于:还包括远程 上位机(6);所述无线收发模块(3)与远程上位机(6)相连。7.根据权利要求1所述的一种智能化氮化硼纳米管制备装置，其特征在于:所述真空栗 (7)和退火反应炉(1)相连，所述真空栗(7)和退火反应炉(1)之间设有针型阀门(8)。
【文档编号】C01B21/064GK205603217SQ201620436177
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月13日
【发明人】王晋宝, 田美灵, 唐志波
【申请人】浙江海洋大学