一种碳纳米管制备装置的制作方法

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1.本实用新型涉及碳纳米管氟化技术领域，特别涉及一种碳纳米管制备装置。

背景技术：

2.碳纳米管，又名巴基管，是一种具有特殊结构(径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级，管子两端基本上都封口)的一维量子材料。碳纳米管主要由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管。而在轻质、力学、介电、化学性能优异的碳纳米管作为吸波填料原材料，其独特的一维中空管道结构具有优异的微电流传导作用。因此，为了改善碳纳米管在高聚物体系中易团聚、分散性差，需要对碳纳米管进行制备处理。
3.如中国专利cn205590297u中，通过采用水平输气管道和螺旋管道的配合，使得进气气流稳定，并同时采用导流反应腔改变了碳纳米管生长所需的反应气流，使得流向平行于碳纳米管的生长方向，使得最终制备得到的碳纳米管具有较好的准直性；本实用新型导流反应腔设置了导流管网，能够将从第二进气口传输的气体稳定的输送到催化剂反应层的上方，保证了气流的稳定性；本实用新型采用了四周环绕式的加热装置，在制备腔的顶部和两侧均设有加热装置，保证了额反应过程中温度的稳定性和整体温度的平衡性，使得反应效果好，制备效率高。
4.但其中还存在如下问题：使用直接氟化或等离子体氟化两种氟化方案进行不同程度的氟化改性可以对碳纳米管的作用更好，而目前，使用两种氟化方案需要两种不同的设备，设备的使用成本较高。

技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种碳纳米管制备装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种碳纳米管制备装置，包括机体、设置在所述机体上的转换机构，所述转换机构控制含氟元素的混合气或等离子体化的含氟气体进入所述机体中，所述转换机构在通入等离子体化的含氟气体前对所述机体内进行抽真空处理，所述转换机构在向所述机体内通入一种气体时，所述转换机构将另一种气体挡在所述机体外。
7.优选地，所述转换机构包括进气管、转换管、封堵件、转换开关，所述进气管固定安装在所述机体的顶端，所述进气管与所述机体内部相通，所述进气管与所述机体相连处密封，所述进气管上固定安装有所述转换管，所述转换管与所述进气管相通，所述转换管两侧上开设有开放口，所述转换管的开放口为含氟元素的混合气通入口与等离子体化的含氟气体通入口，所述转换管内转动配合有所述封堵件，所述封堵件与所述转换管的开放口相对时，所述封堵件对所述转换管的开放口封堵，所述转换管顶端转动配合有所述转换开关，所述转换开关与所述封堵件动力连接。
8.优选地，所述转换管底端转动配合有联动杆，所述联动杆与所述封堵件动力连接，
所述联动杆上固定安装有定位件，所述转换管底端固定安装有限位环，所述限位环与所述定位件位于同一水平面中，所述限位环为弧形结构，所述限位环的两端与所述转换管的两侧开放口分别相对。
9.优选地，所述机体上固定安装有抽气泵，所述抽气泵的抽气端与所述机体内相通，所述抽气泵上固定安装有控制器，所述控制器与所述抽气泵信号相连，所述控制器与所述联动杆动力相连。
10.优选地，所述机体上还设置有处理机构，所述处理机构包括电机、中心杆、搅拌叶、顶盖，所述机体上固定安装有所述电机，所述机体内转动配合有所述中心杆，所述中心杆贯穿所述机体的壁面，所述中心杆与所述机体之间密封，所述中心杆与所述电机的轴相连，所述中心杆上固定安装有所述搅拌叶，所述搅拌叶设置在所述机体内，所述机体上转动配合有所述顶盖，所述顶盖用于将所述机体密封。
11.本实用新型的技术效果和优点：
12.1、本实用新型结构合理，通过先将原料放入机体中，而后在选择通入含氟元素的混合气进行氟化时，控制转换机构运行，使含氟元素的混合气通入机体中，同时，转换机构将等离子体化的含氟气体的通入进行阻挡，使得机体内可以进行含氟元素的混合气的氟化处理，而在选择通入等离子体化的含氟气体进行氟化时，控制转换机构运行，使等离子体化的含氟气体通入机体中，同时转换机构将含氟元素的混合气的通入进行阻挡，使得机体内可以进行等离子体化的含氟气体的氟化处理，同时在通入等离子体化的含氟气体前转换机构的转换过程中，对机体内进行抽真空处理，以确保进行等离子体化的含氟气体进行氟化处理前的前置条件达成，使得直接氟化或等离子体氟化两种氟化方案进行不同程度的氟化改性可以在同一装置内进行处理，有效地增加了不同程度氟化处理转换的流畅性，降低装置的使用成本。
13.2、利用的设计，通过在放入原料后，先合上顶盖，使得机体内密封，而后启动电机，电机带动中心杆转动，中心杆带动搅拌叶转动，使得在氟化过程中，对原料进行搅拌处理，确保氟化的充分，提高了碳纳米管制备的质量。
附图说明
14.图1为本实用新型转换机构结构示意图；
15.图2为本实用新型转换管内部结构示意图；
16.图3为本实用新型转换管底端结构分布示意图；
17.图4为本实用新型处理机构结构示意图；
18.图5为本实用新型制备设备整体结构示意图。
19.图中：1、机体；2、转换机构；21、进气管；22、转换管；23、封堵件；24、转换开关；25、联动杆；26、定位件；27、限位环；28、抽气泵；29、控制器；3、处理机构；31、电机；32、中心杆；33、搅拌叶；34、顶盖。
具体实施方式
20.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的
实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
21.本实用新型提供了如图1所示的一种碳纳米管制备装置，包括机体1、设置在机体1上的转换机构2，转换机构2控制含氟元素的混合气或等离子体化的含氟气体进入机体1中，转换机构2在通入等离子体化的含氟气体前对机体1内进行抽真空处理，转换机构2在向机体1内通入一种气体时，转换机构2将另一种气体挡在机体1外。
22.使用本实用新型时：
23.先将原料放入机体1中，而后在选择通入含氟元素的混合气进行氟化时，控制转换机构2运行，使含氟元素的混合气通入机体1中，同时，转换机构2将等离子体化的含氟气体的通入进行阻挡，使得机体1内可以进行含氟元素的混合气的氟化处理，而在选择通入等离子体化的含氟气体进行氟化时，控制转换机构2运行，使等离子体化的含氟气体通入机体1中，同时转换机构2将含氟元素的混合气的通入进行阻挡，使得机体1内可以进行等离子体化的含氟气体的氟化处理，同时在通入等离子体化的含氟气体前转换机构2的转换过程中，对机体1内进行抽真空处理，以确保进行等离子体化的含氟气体进行氟化处理前的前置条件达成，使得直接氟化或等离子体氟化两种氟化方案进行不同程度的氟化改性可以在同一装置内进行处理，有效地增加了不同程度氟化处理转换的流畅性，降低装置的使用成本。
24.进一步的，如图1-2所示，转换机构2包括进气管21、转换管22、封堵件23、转换开关24，进气管21固定安装在机体1的顶端，进气管21与机体1内部相通，进气管21与机体1相连处密封，进气管21上固定安装有转换管22，转换管22与进气管21相通，转换管22两侧上开设有开放口，转换管22的开放口为含氟元素的混合气通入口与等离子体化的含氟气体通入口，转换管22内转动配合有封堵件23，封堵件23与转换管22的开放口相对时，封堵件23对转换管22的开放口封堵，转换管22顶端转动配合有转换开关24，转换开关24与封堵件23动力连接。
25.进一步，转换管22为“y”形通管结构，转换管22中间内部为圆柱体中空结构，封堵件23设置在转换管22中间内部中，封堵件23与转换管22中间内部的内壁相贴。
26.其中，控制转换开关24转动，使转换开关24带动封堵件23转动，以使封堵件23在转换管22两侧的开放口上进行转换，以对一侧的开放口进行封堵，使得转换管22只可以通入一种氟化气体，氟化气体经过进气管21进入到机体1内部。
27.进一步的，如图1-3所示，转换管22底端转动配合有联动杆25，联动杆25与封堵件23动力连接，联动杆25上固定安装有定位件26，转换管22底端固定安装有限位环27，限位环27与定位件26位于同一水平面中，限位环27为弧形结构，限位环27的两端与转换管22的两侧开放口分别相对。
28.其中，随着封堵件23的转动，封堵件23带动联动杆25转动，联动杆25带动定位件26转动，限位环27使得定位件26的转动角度受到限制，从而使联动杆25的转动角度受到限位环27的限制，从而使转换开关24转动时，可以稳定将封堵件23转动到对向转换管22一侧的开放口。
29.进一步的，如图1-3所示，机体1上固定安装有抽气泵28，抽气泵28的抽气端与机体1内相通，抽气泵28上固定安装有控制器29，控制器29与抽气泵28信号相连，控制器29与联动杆25动力相连。
30.其中，随着联动杆25的转动，联动杆25控制控制器29打开，使得在通入等离子体化的含氟气体前，控制器29控制抽气泵28打开，以对机体1内进行抽气，以使机体1内进行真空处理，确保等离子体化的含氟气体进入机体1前内部的环境符合等离子体氟化的需求。
31.进一步的，如图1、图4所示，机体1上还设置有处理机构3，处理机构3包括电机31、中心杆32、搅拌叶33、顶盖34，机体1上固定安装有电机31，机体1内转动配合有中心杆32，中心杆32贯穿机体1的壁面，中心杆32与机体1之间密封，中心杆32与电机31的轴相连，中心杆32上固定安装有搅拌叶33，搅拌叶33设置在机体1内，机体1上转动配合有顶盖34，顶盖34用于将机体1密封。
32.其中，在放入原料后，先合上顶盖34，使得机体1内密封，而后启动电机31，电机31带动中心杆32转动，中心杆32带动搅拌叶33转动，使得在氟化过程中，对原料进行搅拌处理，确保氟化的充分，提高了碳纳米管制备的质量。
33.工作原理：
34.先将原料放入机体1中，而后在选择通入含氟元素的混合气进行氟化时，控制转换机构2运行，使含氟元素的混合气通入机体1中，同时，转换机构2将等离子体化的含氟气体的通入进行阻挡，使得机体1内可以进行含氟元素的混合气的氟化处理，而在选择通入等离子体化的含氟气体进行氟化时，控制转换机构2运行，使等离子体化的含氟气体通入机体1中，同时转换机构2将含氟元素的混合气的通入进行阻挡，使得机体1内可以进行等离子体化的含氟气体的氟化处理，同时在通入等离子体化的含氟气体前转换机构2的转换过程中，对机体1内进行抽真空处理，以确保进行等离子体化的含氟气体进行氟化处理前的前置条件达成，使得直接氟化或等离子体氟化两种氟化方案进行不同程度的氟化改性可以在同一装置内进行处理，有效地增加了不同程度氟化处理转换的流畅性，降低装置的使用成本；
35.其中，在放入原料后，先合上顶盖34，使得机体1内密封，而后启动电机31，电机31带动中心杆32转动，中心杆32带动搅拌叶33转动，使得在氟化过程中，对原料进行搅拌处理，确保氟化的充分，提高了碳纳米管制备的质量；
36.而后，控制转换开关24转动，使转换开关24带动封堵件23转动，以使封堵件23在转换管22两侧的开放口上进行转换，以对一侧的开放口进行封堵，使得转换管22只可以通入一种氟化气体，氟化气体经过进气管21进入到机体1内部；然后，随着封堵件23的转动，封堵件23带动联动杆25转动，联动杆25带动定位件26转动，限位环27使得定位件26的转动角度受到限制，从而使联动杆25的转动角度受到限位环27的限制，从而使转换开关24转动时，可以稳定将封堵件23转动到对向转换管22一侧的开放口；然后，随着联动杆25的转动，联动杆25控制控制器29打开，使得在通入等离子体化的含氟气体前，控制器29控制抽气泵28打开，以对机体1内进行抽气，以使机体1内进行真空处理，确保等离子体化的含氟气体进入机体1前内部的环境符合等离子体氟化的需求。
37.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，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。

技术特征：

1.一种碳纳米管制备装置，包括机体(1)、设置在所述机体(1)上的转换机构(2)，其特征在于：所述转换机构(2)控制含氟元素的混合气或等离子体化的含氟气体进入所述机体(1)中，所述转换机构(2)在通入等离子体化的含氟气体前对所述机体(1)内进行抽真空处理，所述转换机构(2)在向所述机体(1)内通入一种气体时，所述转换机构(2)将另一种气体挡在所述机体(1)外。2.根据权利要求1所述的一种碳纳米管制备装置，其特征在于：所述转换机构(2)包括进气管(21)、转换管(22)、封堵件(23)、转换开关(24)，所述进气管(21)固定安装在所述机体(1)的顶端，所述进气管(21)与所述机体(1)内部相通，所述进气管(21)与所述机体(1)相连处密封，所述进气管(21)上固定安装有所述转换管(22)，所述转换管(22)与所述进气管(21)相通。3.根据权利要求2所述的一种碳纳米管制备装置，其特征在于：所述转换管(22)两侧上开设有开放口，所述转换管(22)的开放口为含氟元素的混合气通入口与等离子体化的含氟气体通入口，所述转换管(22)内转动配合有所述封堵件(23)。4.根据权利要求3所述的一种碳纳米管制备装置，其特征在于：所述封堵件(23)与所述转换管(22)的开放口相对时，所述封堵件(23)对所述转换管(22)的开放口封堵，所述转换管(22)顶端转动配合有所述转换开关(24)，所述转换开关(24)与所述封堵件(23)动力连接。5.根据权利要求4所述的一种碳纳米管制备装置，其特征在于：所述转换管(22)底端转动配合有联动杆(25)，所述联动杆(25)与所述封堵件(23)动力连接，所述联动杆(25)上固定安装有定位件(26)，所述转换管(22)底端固定安装有限位环(27)。6.根据权利要求5所述的一种碳纳米管制备装置，其特征在于：所述限位环(27)与所述定位件(26)位于同一水平面中，所述限位环(27)为弧形结构，所述限位环(27)的两端与所述转换管(22)的两侧开放口分别相对。7.根据权利要求6所述的一种碳纳米管制备装置，其特征在于：所述机体(1)上固定安装有抽气泵(28)，所述抽气泵(28)的抽气端与所述机体(1)内相通，所述抽气泵(28)上固定安装有控制器(29)，所述控制器(29)与所述抽气泵(28)信号相连，所述控制器(29)与所述联动杆(25)动力相连。8.根据权利要求7所述的一种碳纳米管制备装置，其特征在于：所述机体(1)上还设置有处理机构(3)，所述处理机构(3)包括电机(31)、中心杆(32)、搅拌叶(33)、顶盖(34)，所述机体(1)上固定安装有所述电机(31)，所述机体(1)内转动配合有所述中心杆(32)，所述中心杆(32)贯穿所述机体(1)的壁面，所述中心杆(32)与所述机体(1)之间密封，所述中心杆(32)与所述电机(31)的轴相连。9.根据权利要求8所述的一种碳纳米管制备装置，其特征在于：所述中心杆(32)上固定安装有所述搅拌叶(33)，所述搅拌叶(33)设置在所述机体(1)内，所述机体(1)上转动配合有所述顶盖(34)，所述顶盖(34)用于将所述机体(1)密封。

技术总结

本实用新型公开了一种碳纳米管制备装置，涉及到碳纳米管氟化技术领域。通过在选择通入含氟元素的混合气进行氟化时，含氟元素的混合气通入机体中，同时，转换机构将等离子体化的含氟气体的通入进行阻挡，而在选择通入等离子体化的含氟气体进行氟化时，等离子体化的含氟气体通入机体中，同时转换机构将含氟元素的混合气的通入进行阻挡，同时在通入等离子体化的含氟气体前转换机构的转换过程中，对机体内进行抽真空处理，以确保进行等离子体化的含氟气体进行氟化处理前的前置条件达成，使得直接氟化或等离子体氟化两种氟化方案进行不同程度的氟化改性可以在同一装置内进行处理，有效地增加了不同程度氟化处理转换的流畅性，降低装置的使用成本。置的使用成本。置的使用成本。