专利名称：电弧法制备碳纳米管的新型电极装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及制备碳纳米管设备，尤指电弧法制备碳纳米管新型电极装置，使单壁碳纳米管的生产率和纯度提高。
背景技术：
碳纳米管是当今纳米技术领域中最重要的新材料。它是直径1-20纳米，长度几个微米的的一维量子材料，有单壁和多壁碳纳米管之分，电弧法是目前世界上制备单壁碳纳米管的主要方法之一。传统的电弧法，是在充有一定惰性气体的反应腔体内，在二根石墨电极棒之间产生电弧，通过碳原子在电弧高温和催化剂作用下重新排列，在生成物中获得单壁碳纳米管。生成物呈橡胶薄膜状、网状，分别沉淀和悬挂在反应室内壁上及阴极石墨棒的轴向表面。在阴极石墨棒的端面则收集到鸟窝状多孔沉淀物。在此装置基础上获得的单壁碳纳米管，产率低，缺陷多，杂质多，阻碍了对碳纳米管进行科研和应用的进一步发展。
发明内容
本实用新型提供了一种电弧法制备碳纳米管新型的电极装置，提高了用电弧法制备单壁碳纳米管的产率和纯度。
为达上述目的，本实用新型解决技术问题的技术方案是在原有制备装置的基础上，用平板式石墨(薄板多边形)或其它金属板阴极电极取代传统的棒式阴极石墨电极，所述的平板式电极，其直径必须大于放电电弧直径。如，阳极石墨电棒为直径6mm，阴极石墨电极板(即平板式电极)的直径大于30mm以上，可取100-150mm，厚度10mm。
本实用新型的优越功效在于热传导分布更为合理，使原来沉淀在棒式阴电极轴向表面及反应腔体内壁上的橡胶薄膜状生成物集中到了平板式阴电极的径向表面，原来悬挂在反应腔体内壁上的网状结构物悬挂到了平板式电极周围。经拉曼散射，扫描电镜，透射电镜检测，生成物中含有的单壁碳纳米管，缺陷少，纯度高、产率高。本实用新型的结构简易，产率高、操作安全可靠。
图1为本实用新型的结构示意图附图中标号说明反应腔体——1 石墨棒——2移动轴杆——3 密封法兰——4阳电极——5导电线——6观察窗——7阴电极——8石墨平板——9 密封法兰——10排气口——11 入气口——1具体实施方式
请参阅图1所示，本实用新型包括反应腔体1、石墨棒2、移动轴杆3、密封法兰4、10阳电极5、阴电极8、石墨平板9、导电线6、入气口12和排气口11、其特点是使用一真空反应腔体1，反应腔体1的一端接入阳电极5，通过导线6与石墨棒2相连。反应腔体1的另一端接入阳电极8，通过导电线6与石墨平板9相连。从排气口11抽真空，从入气口12充入惰性保护气体。接通电流，移动轴杆3，起弧、放电。放电过程结束后，冷却后打开密封法兰10，取出反应生成物，绝大部分生成物集中在石墨平板9的周围，刮取沉淀在石墨平板9径向表面的橡胶薄膜状沉淀物，收取悬挂在石墨平板9周围的网状生成物。
权利要求1，一种电弧法制备碳纳米管的新型电极装置，包括反应腔体、石墨棒、移动轴、密封法兰、阳电极、阴电极、石墨板、导线等，其特征在于反应腔体中的阳电极为石墨棒，阴电极为平板式结构。
2，根据权利要求1所述的电弧法制备碳纳米管的新型电极装置，其特征在于所述的平板式电极，其直径大于放电电弧直径。
3，根据权利要求1或2所述的电弧法制备碳纳米管的新型电极装置，其特征在于所述的平板式电极，由石墨组成。
4，根据权利要求1或2或3所述的电弧法制备碳纳米管的新型电极装置，其特征在于所述的平板式电极，可用金属组成。
专利摘要本实用新型涉及用电弧法制备碳纳米管设备，为了能够提高用电弧法制备碳纳米管时单壁碳纳米管的纯度和产率，本实用新型改变了传统电弧法反应腔体中阴极电极形状，提供了一种新的电极装置，在原制备装置的基础上，将传统电弧法反应腔体中阴极石墨棒式结构改变为石墨平板式结构，平板的直径大于电弧的直径。本实用新型的制备装置，在生成单壁碳纳米管过程中其热传导分布更为合理，在平板电极的径向表面和周围获得了产率高、缺陷少、纯度高的单壁碳纳米管。
文档编号C01B31/02GK2632063SQ0325525
公开日2004年8月11日 申请日期2003年7月4日 优先权日2003年7月4日
发明者王犟平 申请人:上海扬泽纳米新材料有限公司