CN101857218A - 一种纳米碳球的制备方法 - Google Patents

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张松房
梁延民
冷亮
张泽民
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Abstract

本发明涉及一种纳米碳球的制备方法，主要用于一种纳米碳球的制备。主要是采用乙炔为原料，氢气为载体，将乙炔、氢气按一定比例打入到储气罐内，控制储气罐内混合气温度、压力，将电弧等离子体发生器内胆抽真空，将混合气通入，控制电弧等离子体发生器内胆混合气压力，控制电弧等离子体发生器的放电电压、放电频率、放电时间，在电弧等离子体发生器内胆生成纳米碳球，所得的碳球呈鳞片状石墨结构，纳米碳球球体直径10～18nm，比表面积大于420m2/g。该制备方法主要优点是技术成熟、操作简便，可以制得高质量的纳米碳球。

Description

一种纳米碳球的制备方法
一、技术领域：
本发明属于化工领域的一种制备方法，主要用于一种纳米碳球的制备。
二、背景技术：
纳米碳球是一种高新技术产品，广泛应用于催化剂的载体、吸附剂、分离材料、磁性材料、电池的电极材料等领域。目前纳米碳球制造工艺复杂、原材料浪费率高，产品收率低，与国外同类产品相比竞争力差，无法满足市场对该产品的需求，急需要有一种高性能、低成本的纳米碳球的制备工艺，以生产出该种产品，满足市场需求。
三、发明内容：
该发明提供一种工艺简单、原材料利用率高的纳米碳球制备工艺，制造出高收率、性能优良的纳米碳球，为催化剂的载体、吸附剂、分离材料、磁性材料、电池的电极材料等行业提供原料，以增强其市场竞争力，减少国外同类产品的进口，满足市场需求。
该制备方法主要是采用乙炔为原料，氢气为载体，将乙炔、氢气按一定比例打入到储气罐内，控制储气罐内混合气温度、压力，将电弧等离子体发生器内胆抽真空，将混合气通入，控制电弧等离子体发生器内胆混合气压力，控制电弧等离子体发生器的放电电压、放电频率、放电时间，在电弧等离子体发生器内胆生成纳米碳球，所得的碳球呈鳞片状石墨结构，纳米碳球球体直径10～18nm，比表面积大于420m2/g。
本发明的方法制备工艺简单、成本低，制得的纳米碳球具有丰富的微孔，较大的比表面积和孔容量，具有良好的结构稳定性。
所述乙炔、氢气比例为20-25∶100。
所述乙炔、氢气混合气温度在35-45℃，压力0.3-0.35MPa。
所述电弧等离子体发生器内胆真空度为小于0.0001Pa。
所述电弧等离子体发生器内胆混合气压力为0.25-0.3MPa。
所述电弧等离子体发生器的放电电压为380-420KV。
所述电弧等离子体发生器的放电频率为1-2次/min。
所述电弧等离子体发生器的放电时间为40-45min。
本方法的主要有益效果是技术成熟、操作简便，能获得高质量的纳米碳球。
四、具体实施方式：
该制备方法具体如下：采用乙炔为原料，氢气为载体，将乙炔、氢气按20-25∶100比例打入到储气罐内，控制储气罐内混合气温度在35-45℃，压力0.3-0.35MPa，将电弧等离子体发生器内胆抽真空至0.0001Pa，通入混合气，控制电弧等离子体发生器内胆混合气压力为0.25-0.3MPa，控制电弧等离子体发生器的放电电压在380-420KV范围内，放电频率为1-2次/min，放电时间为40-45min，在电弧等离子体发生器内胆生成纳米碳球，所得的碳球呈鳞片状石墨结构，纳米碳球球体直径10～18nm，比表面积大于420m2/g。将制好的纳米碳球产品收集、检测后，用纸板桶真空包装入库。
本发明一种纳米碳球的制备方法主要工艺条件，见表一
序号 乙炔、氢气比例 气罐压力(MPa) 气罐温度(℃)   电弧等离子体发生器内胆真空度(Pa)   电弧等离子体发生器混合气压力(MPa)   电弧等离子体发生器放电电压(KV)   电弧等离子体发生器放电频率(次/min)   电弧等离子体发生器放电时间(min)
1   20-25∶100 0.3-0.35 35-45 ≤0.0001 0.25-0.3 380-420 1-2 40-45
本发明纳米碳球与普通纳米碳球的技术指标对比表，见表二
Figure BSA00000156150600021

Claims (8)

1.一种纳米碳球的制备方法主要以乙炔为原料，氢气为载体，通过混合，电弧等离子体发生器内胆抽真空，通入混合气，对混合气电弧放电等工艺制得纳米碳球，碳球经检测，包装，入库等工艺组成，其特征是：采用乙炔为原料，氢气为载体，将乙炔、氢气按一定比例打入到储气罐内，控制储气罐内混合气温度、压力，将电弧等离子体发生器内胆抽真空，将混合气通入，控制电弧等离子体发生器内胆混合气压力，控制电弧等离子体发生器的放电电压、放电频率、放电时间，在电弧等离子体发生器内胆生成纳米碳球，所得的碳球呈鳞片状石墨结构，纳米碳球球体直径10～18n m，比表面积大于420m2/g。
2.根据权利要求1所述的一种纳米碳球的制备方法，其特征是：所述乙炔、氢气比例为20-25∶100。
3.根据权利要求1所述的一种纳米碳球的制备方法，其特征是：所述乙炔、氢气混合气温度在35-45℃，压力0.3-0.35MPa。
4.根据权利要求1所述的一种纳米碳球的制备方法，其特征是：所述电弧等离子体发生器内胆真空度为小于0.0001Pa。
5.根据权利要求1所述的一种纳米碳球的制备方法，其特征是：所述电弧等离子体发生器内胆混合气压力为0.25-0.3MPa。
6.根据权利要求1所述的一种纳米碳球的制备方法，其特征是：所述电弧等离子体发生器的放电电压为380-420KV。
7.根据权利要求1所述的一种纳米碳球的制备方法，其特征是：所述电弧等离子体发生器的放电频率为1-2次/min。
8.根据权利要求1所述的一种纳米碳球的制备方法，其特征是：所述电弧等离子体发生器的放电时间为40-45min。
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