石墨烯、碳纳米管复合材料的制备工艺的制作方法

本发明涉及制备装置技术领域，具体为石墨烯、碳纳米管复合材料的制备工艺。

背景技术：

石墨烯、碳纳米管作为一维纳米材料，重量轻，六边形结构连接完美，具有许多异常的力学、电学和化学性能，近些年随着石墨烯、碳纳米管及纳米材料研究的深入，其广阔的应用前景也不断地展现出来。

目前石墨烯、碳纳米管常见的制备方法有催化裂解法，其基本原理是将压制气体通入事先除去氧的石英管中，在一定的温度下，在催化剂表面裂解形成碳源，碳源通过催化剂扩散，在催化剂表面长出碳纳米管，在利用催化裂解制备石墨烯、碳纳米管时需要利用到制备装置，由于石墨烯、碳纳米管质量较轻，在生成过程中会有部分石墨烯、碳纳米管随着尾气排出，而现有的制备装置缺乏对石墨烯、碳纳米管的回收装置，从而造成了资源的浪费，另外现有的制备装置缺乏尾气的处理设备，尾气排放到空气中会污染环境，从而影响该制备装置的实用性。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了石墨烯、碳纳米管复合材料的制备工艺，具备对石墨烯、碳纳米管的回收和尾气处理的优点，解决了现有的制备装置缺乏对石墨烯、碳纳米管的回收装置，从而造成了资源的浪费，另外现有的制备装置缺乏尾气的处理设备，尾气排放到空气中会污染环境，从而影响该制备装置实用性的问题。

本发明提供如下技术方案：

石墨烯、碳纳米管复合材料的制备工艺，该制备工艺包括以下步骤：

步骤一：对该石墨烯、碳纳米管复合材料的制备工艺的各部件进行检查，检查完毕并确认无误后打开防护盖，将石英管放置到固定座上，放置完成之后向石英管内部加入适量的催化剂，关闭防护盖，拧开储气罐顶部的加气管并向储气罐内部加入一定比例的乙烯和氮气的混合气体，

步骤二：启动加热器和风机，此时加热器产生热量对反应室内部的石英管进行加热，同时风机将储气罐内部的压制气体通入进气管中，进气管内部的压制气体经过喷头喷入石英管内且与石英管和催化剂反应，此时催化剂的表面裂解形成碳源，碳源通过催化剂扩散并在催化剂表面长出碳纳米管，直到催化剂的表面全部被石墨层包覆，碳纳米管生长结束，

步骤三：在碳纳米管生长过程中反应室内部产生的尾气由第一排气管进入第二排气管内，此时第二排气管与外界进行量交换，尾气中含有的碳纳米管进冷却后落入回收管的底部最后落入收集箱内，尾气经过第二排气管进入处理箱内，尾气经过烟尘吸附层过滤掉其中的烟尘，再经过有害气体吸附层吸附掉其中的有害物质，然后经过活性炭吸附层吸附掉尾气中的异味，最后排出，待反应室内部的温度冷却之后打开防护盖将石英管取下然后将石英管内部的催化剂倒入并将催化剂上的碳纳米管取下即可。

优选的，该制备工艺适用于石墨烯、碳纳米管复合材料的制备装置，该装置包括底座，所述底座的顶部固定安装有反应室，所述底座的顶部固定安装有位于反应室左侧的储气罐，所述储气罐顶部的左侧固定连通有风机，所述储气罐顶部的右侧固定连通有进气管，所述进气管的另一端固定连通有位于反应室内部的喷头，所述反应室内腔的顶部固定安装有支撑架，所述支撑架的正面固定安装有固定座，所述固定座与支撑架之间活动卡接有石英管，所述石英管的内部放置有催化剂，所述反应室内腔的底部固定安装有加热器，所述反应室右侧面的顶部固定连通有第一排气管，所述第一排气管的右端固定连通有回收管，所述回收管的内部活动套装有第二排气管，所述第二排气管的另一端固定连通有处理箱，所述处理箱的内部设置有烟尘吸附层，所述处理箱的内部设置有位于烟尘吸附层右侧的有害气体吸附层，所述处理箱的内部设置有位于有害气体吸附层右侧的活性炭吸附层，所述底座的正面通过铰链活动安装有防护盖。

优选的，所述支撑架的数量至少为两个，所述固定座的数量至少为八个。

优选的，所述储气罐的内部存放有压制气体，所述压制气体为乙炔或乙烯混以一定比例的氮气制成。

优选的，所述回收管的底部活动连接有收集箱，所述收集箱的底部与底座的顶部活动连接。

优选的，所述反应室的右侧面与回收管的左侧面固定连接。

优选的，所述烟尘吸附层的数量为两个，所述有害气体吸附层的数量为两个，所述活性炭吸附层的数量为两个。

与现有技术对比，本发明具备以下有益效果：

1、该石墨烯、碳纳米管复合材料的制备工艺，通过设置回收管，从第一排气管排进回收管内部的尾气经过回收管时，尾气中的石墨烯、碳纳米管被分离出，从而避免资源的浪费。

2、该石墨烯、碳纳米管复合材料的制备工艺，通过设置处理箱，尾气进入处理箱内部经过烟尘吸附层、有害气体吸附层和活性炭吸附层的相互配合能够出去尾气中的有害物质和烟尘，从而避免尾气污染环境。

3、该石墨烯、碳纳米管复合材料的制备工艺，通过设置防护盖，利用防护盖能够方便工人对石英管进行取出或放置，从而增加了该制备装置的实用性。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明的外观结构示意图；

图3为本发明a处放大结构示意图；

图4为本发明b处放大结构示意图。

图中：1、底座；2、反应室；3、储气罐；4、风机；5、进气管；6、喷头；7、支撑架；8、固定座；9、石英管；10、催化剂；11、加热器；12、第一排气管；13、回收管；14、收集箱；15、第二排气管；16、处理箱；17、烟尘吸附层；18、有害气体吸附层；19、活性炭吸附层；20、防护盖。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，石墨烯、碳纳米管复合材料的制备工艺，包括底座1，底座1的顶部固定安装有反应室2，底座1的顶部固定安装有位于反应室2左侧的储气罐3，储气罐3的内部存放有压制气体，压制气体为乙炔或乙烯混以一定比例的氮气制成，储气罐3顶部的左侧固定连通有风机4，风机4可适用的型号为w100-01，储气罐3顶部的右侧固定连通有进气管5，进气管5的另一端固定连通有位于反应室2内部的喷头6，反应室2内腔的顶部固定安装有支撑架7，支撑架7的数量至少为两个，固定座8的数量至少为八个，支撑架7的正面固定安装有固定座8，固定座8与支撑架7之间活动卡接有石英管9，石英管9的内部放置有催化剂10，反应室2内腔的底部固定安装有加热器11，反应室2右侧面的顶部固定连通有第一排气管12，第一排气管12的右端固定连通有回收管13，回收管13的底部活动连接有收集箱14，收集箱14的底部与底座1的顶部活动连接，回收管13的内部活动套装有第二排气管15，第二排气管15的另一端固定连通有处理箱16，处理箱16的内部设置有烟尘吸附层17，烟尘吸附层17的数量为两个，有害气体吸附层18的数量为两个，活性炭吸附层19的数量为两个，处理箱16的内部设置有位于烟尘吸附层17右侧的有害气体吸附层18，处理箱16的内部设置有位于有害气体吸附层18右侧的活性炭吸附层19，底座1的正面通过铰链活动安装有防护盖20。

工作时，首先对该石墨烯、碳纳米管复合材料的制备工艺的各部件进行检查，检查完毕并确认无误后打开防护盖20，然后将石英管9放置到固定座8上，放置完成之后向石英管9内部加入适量的催化剂10，然后关闭防护盖20，拧开储气罐3顶部的加气管并向储气罐3内部加入一定比例的乙烯和氮气的混合气体，然后启动加热器11和风机4，此时加热器11产生热量对反应室2内部的石英管9进行加热，同时风机4将储气罐3内部的压制气体通入进气管5中，进气管5内部的压制气体经过喷头6喷入石英管9内且与石英管9和催化剂10反应，此时催化剂10的表面裂解形成碳源，碳源通过催化剂10扩散并在催化剂10表面长出碳纳米管，直到催化剂10的表面全部被石墨层包覆，碳纳米管生长结束，在碳纳米管生长过程中反应室2内部产生的尾气由第一排气管12进入第二排气管15内，此时第二排气管15与外界进行量交换，尾气中含有的碳纳米管进冷却后落入回收管13的底部最后落入收集箱14内，尾气经过第二排气管15进入处理箱16内，尾气经过烟尘吸附层17过滤掉其中的烟尘，再经过有害气体吸附层18吸附掉其中的有害物质，然后经过活性炭吸附层19吸附掉尾气中的异味，最后排出，待反应室2内部的温度冷却之后打开防护盖20将石英管9取下然后将石英管9内部的催化剂10倒入并将催化剂10上的碳纳米管取下即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。