一种自动旋转进收料碳纳米管提纯设备的制作方法

本实用新型涉及碳纳米管提纯设备技术领域，具体为一种自动旋转进收料碳纳米管提纯设备。

背景技术：

碳纳米管因其独特的力学、光学、电学等特性在物理、化学、材料、微电子等领域显示了诱人的应用前景，有望成为各种纳米器件的结构单元。碳纳米管的大规模制备为进一步的研究和应用提供了有利保证。但是，无论何种方法制备的碳纳米管，初产物中均会含有各种非管类碳杂质、金属催化剂颗粒以及碳管自身缺陷。这些杂质的存在严重制约了碳管的进一步研究和实际应用，空气中的热氧化、水热处理、水等离子体氧化、酸氧化、微孔过滤、高效液相色谱等各种方法也被人们用来尝试提纯碳纳米管。但是，这些提纯方法存在着许多的不足之处，如：过程复杂、步骤多、时间长、产率低等。使得碳纳米管的提纯一直是困扰产业发展的一个难题。在各种提纯方法中，空气热氧化以及酸氧化因其可操作性强、速度快，应用的最为广泛，但是目前市面上的碳纳米管提纯设备大多只是采用单一的处理方法，不能同时去除其中的碳杂质以及金属杂质，提纯的效果一般，而且其进收料大多采用人工，操作繁琐，进料量难以管控，严重影响了碳纳米管的提纯效果，因此急需一种自动旋转进收料碳纳米管提纯设备来解决这个问题。

技术实现要素：

本实用新型提供一种自动旋转进收料碳纳米管提纯设备，可有效解决上述背景技术中提到的目前市面上的碳纳米管提纯设备大多只是采用单一的处理方法，不能同时去除其中的碳杂质以及金属杂质，提纯的效果一般，而且其进收料大多采用人工，操作繁琐，计量难以管控，严重影响了碳纳米管的提纯效果的问题。

为了解决上述问题，本实用新型提供如下技术方案：一种自动旋转进收料碳纳米管提纯设备，包括空气氧化流化床，所述空气氧化流化床的上端安装有旋转进料机，所述旋转进料机的一侧安装有进料电机，所述旋转进料机的上端设置有放料口，所述空气氧化流化床的顶端设置有排气孔，所述排气孔的上端设置有排气孔保护盖，所述排气孔的一侧安装有进气管，所述进气管的一侧设置有反向进气管，所述进气管与反向进气管均与主气管接通，所述主气管上设置有气体流量计，所述空气氧化流化床的底部设置有出料口，所述出料口的一侧安装有冷却装置，所述冷却装置包括冷却管、进料口、送料螺杆一，所述冷却管的一侧设置有进料口，所述冷却管的内部安装有送料螺杆一，所述冷却装置的一侧安装有冷气管，所述冷气管的一侧设置有冷气进口，所述冷却装置的一端安装有螺杆电机一，所述冷却装置的一侧安装有酸处理罐，所述酸处理罐的一侧设置有进酸口，所述酸处理罐的上端安装有搅拌电机，所述酸处理罐的底部设置有酸料出口，所述酸料出口的一侧安装有螺杆电机二，所述螺杆电机二的一侧安装有送料管；

所述送料管的一侧安装有脱酸装置，所述脱酸装置包括脱酸罐体、中性水进口、滤网、送料螺杆二、出酸口、中性料出口，所述脱酸罐体的一侧设置有中性水进口，所述脱酸罐体的内侧设置有滤网，所述滤网的内侧安装有送料螺杆二，所述脱酸罐体的底部设置有出酸口，所述脱酸罐体的侧面设置有中性料出口，所述脱酸装置的上端设置有中性水进水管，所述脱酸装置的底部设置有酸液回收管；

所述脱酸装置的一侧安装有干燥装置，所述干燥装置包括箱体、干燥炉、旋转轴、旋转扇叶、扩散孔、高温惰性气体进管，所述箱体的内侧安装有干燥炉，所述干燥炉的内侧安装有旋转轴，所述旋转轴的一侧安装有旋转扇叶，所述旋转扇叶上设置有扩散孔，所述干燥炉的一侧安装有高温惰性气体进管，所述干燥装置的上端设置有干燥装置排气管，所述干燥装置的侧面设置有参数显示屏，所述参数显示屏的一侧设置有参数设置按键，所述干燥装置的一侧设置有纯料出口，所述干燥装置的内部设置有控制器。

优选的，所述空气氧化流化床的上端设置有过滤装置。

优选的，所述进气管与反向进气管上均设置有单向阀。

优选的，所述酸处理罐内设置有搅拌机构，并通过搅拌电机驱动。

优选的，所述送料螺杆一与送料螺杆二的材质为陶瓷。

优选的，所述旋转进料机与空气氧化流化床的接口处安装有电控阀。

优选的，所述送料螺杆二与旋转轴之间通过联轴器连接。

与现有的技术相比，本实用新型的有益效果：本实用新型结构科学合理，使用安全方便：

1、设置有旋转进料机，通过对旋转进料机进料电机的控制，可以精准的进行送料，便于管控单次送料的量，方便针对确定数量的碳纳米管，来控制空气氧化流化床内的氧化空气的数量、氧化的温度、时间等，以及确定后续酸处理以及脱酸处理时，使用原料的数量，达到最大化原料利用效率，在确保提纯效果的同时，达到节能环保的目的，使提纯的效果达到最大化，提高提纯的质量以及效率。

2、设置有冷却装置，通过冷却装置将经过高温空气氧化的碳纳米管冷却至合适的温度，方便后续对其进行酸处理提纯，通过冷却装置内设置有送料螺杆一，送料螺杆一方便对碳纳米管的处理量进行控制，以提高提纯的质量和提纯的效率。

3、设置有脱酸装置以及干燥装置，通过滤网将碳纳米管与酸液分离，并通过中性水冲洗的方式，对碳纳米管进行脱酸作业，使其恢复到中性的状态，方便后续的使用，通过干燥装置对处理后的潮湿的中性碳纳米管进行干燥，干燥炉内设置有旋转扇叶以防止碳纳米管在干燥时板结，方便后续的收集以及处理。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

在附图中：

图1是本实用新型的外观示意图；

图2是本实用新型的冷却装置示意图；

图3是本实用新型的脱酸装置示意图；

图4是本实用新型的干燥装置示意图；

图中标号：1、空气氧化流化床；2、旋转进料机；3、进料电机；4、放料口；5、排气孔；6、排气孔保护盖；7、进气管；8、反向进气管；9、主气管；10、气体流量计；11、出料口；12、冷却装置；1201、冷却管；1202、进料口；1203、送料螺杆一；13、冷气管；14、冷气进口；15、螺杆电机一；16、酸处理罐；17、进酸口；18、搅拌电机；19、酸料出口；20、螺杆电机二；21、送料管；22、脱酸装置；2201、脱酸罐体；2202、中性水进口；2203、滤网；2204、送料螺杆二；2205、出酸口；2206、中性料出口；23、中性水进水管；24、酸液回收管；25、干燥装置；2501、箱体；2502、干燥炉；2503、旋转轴；2504、旋转扇叶；2505、扩散孔；2506、高温惰性气体进管；26、干燥装置排气管；27、参数显示屏；28、参数设置按键；29、纯料出口；30、控制器。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例：如图1-4所示，一种自动旋转进收料碳纳米管提纯设备，包括空气氧化流化床1，为了防止碳纳米管在空气氧化提纯时，由排气孔5溢散除去，空气氧化流化床1的上端设置有过滤装置，空气氧化流化床1的上端安装有旋转进料机2，为了提高旋转进料机2接口处的密闭性，旋转进料机2与空气氧化流化床1的接口处安装有电控阀，旋转进料机2的一侧安装有进料电机3，进料电机3的型号为M403239，旋转进料机2的上端设置有放料口4，空气氧化流化床1的顶端设置有排气孔5，排气孔5的上端设置有排气孔保护盖6，排气孔5的一侧安装有进气管7，进气管7的一侧设置有反向进气管8，为了防止空气回流将碳纳米管带人到管道内，造成材料损失，进气管7与反向进气管8上均设置有单向阀，进气管7与反向进气管8均与主气管9接通，主气管9上设置有气体流量计10，空气氧化流化床1的底部设置有出料口11，出料口11的一侧安装有冷却装置12，冷却装置12包括冷却管1201、进料口1202、送料螺杆一1203，冷却管1201的一侧设置有进料口1202，冷却管1201的内部安装有送料螺杆一1203，冷却装置12的一侧安装有冷气管13，冷气管13的一侧设置有冷气进口14，冷却装置12的一端安装有螺杆电机一15，螺杆电机一15的型号为1LA9060-4KA10-Z，冷却装置12的一侧安装有酸处理罐16，为了使碳纳米管与酸液更加充分的接触反应，酸处理罐16内设置有搅拌机构，并通过搅拌电机18驱动，酸处理罐16的一侧设置有进酸口17，酸处理罐16的上端安装有搅拌电机18，搅拌电机18的型号为1LA9060-4KA10-Z，酸处理罐16的底部设置有酸料出口19，酸料出口19的一侧安装有螺杆电机二20，螺杆电机二20的型号为1LA9060-4KA10-Z，螺杆电机二20的一侧安装有送料管21；

送料管21的一侧安装有脱酸装置22，脱酸装置22包括脱酸罐体2201、中性水进口2202、滤网2203、送料螺杆二2204、出酸口2205、中性料出口2206，脱酸罐体2201的一侧设置有中性水进口2202，脱酸罐体2201的内侧设置有滤网2203，滤网2203的内侧安装有送料螺杆二2204，为了防止送料螺杆一1203与送料螺杆二2204被腐蚀造成设备故障，送料螺杆一1203与送料螺杆二2204的材质为陶瓷，脱酸罐体2201的底部设置有出酸口2205，脱酸罐体2201的侧面设置有中性料出口2206，脱酸装置22的上端设置有中性水进水管23，脱酸装置22的底部设置有酸液回收管24；

脱酸装置22的一侧安装有干燥装置25，干燥装置25包括箱体2501、干燥炉2502、旋转轴2503、旋转扇叶2504、扩散孔2505、高温惰性气体进管2506，箱体2501的内侧安装有干燥炉2502，干燥炉2502的内侧安装有旋转轴2503，为了使旋转轴2503可以顺利运转，送料螺杆二2204与旋转轴2503之间通过联轴器连接，旋转轴2503的一侧安装有旋转扇叶2504，旋转扇叶2504上设置有扩散孔2505，干燥炉2502的一侧安装有高温惰性气体进管2506，干燥装置25的上端设置有干燥装置排气管26，干燥装置25的侧面设置有参数显示屏27，参数显示屏27的一侧设置有参数设置按键28，干燥装置25的一侧设置有纯料出口29，干燥装置25的内部设置有控制器30，控制器30的型号为MC-205+M/P30。

本实用新型的工作原理及使用流程：在使用本设备对碳纳米管进行提纯时，首先根据旋转进料机2单次进料量，通过参数显示屏27以及参数设置按键28，设置空气氧化流化床1的进气量、氧化温度、氧化时间等参数，设置酸处理罐16的进酸量、酸氧化时间，设置脱酸装置22的中性水使用量，设置完成后，启动设备，将碳纳米管原料通过放料口4放入旋转进料机2内，碳纳米管原料，在进料电机3的作用下，经旋转进料机2内部的旋转机构带动，进入到空气氧化流化床1内部，此时纯净空气经进气管7以及反向进气管8进入到空气氧化流化床1内，主气管9上设置有气体流量计10实时监测进入空气氧化流化床1内的空气的量，当到达设定量后，碳纳米管在空气氧化流化床1内进行氧化提纯，当达到设定氧化时间后，出料口11打开，氧化提纯后的碳纳米管进入到冷却装置12内，并在冷却装置12内被冷却至合适酸处理的温度，并经送料螺杆一1203被送至酸处理罐16内，在搅拌机构以及搅拌电机18作用下与酸溶液充分接触，进行酸氧化提纯，当达到设定时间，酸处理罐16底部酸料出口19打开，碳纳米管连同酸溶液一同进入到送料管21内，并在送料螺杆二2204的作用下被送至脱酸装置22内，在滤网2203的作用下，碳纳米管与酸溶液分离，酸溶液从出酸口2205被排出，酸性的碳纳米管在中性水的冲洗下，被清洗至中性，并通过送料螺杆二2204被送至干燥装置25内，碳纳米管在进入干燥炉2502后在旋转扇叶2504的作用下，被打散防止其发生板结，同时碳纳米管在高温惰性气体的作用下，进行无氧干燥，保证碳纳米管的纯净度，在干燥完成后，干燥的碳纳米管，自纯料出口29被送出，完成对碳纳米管的提纯作业。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。