RU2424184C2 - Reactor for synthesis of carbon nanotubes - Google Patents
Reactor for synthesis of carbon nanotubes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2424184C2 RU2424184C2 RU2009124830/05A RU2009124830A RU2424184C2 RU 2424184 C2 RU2424184 C2 RU 2424184C2 RU 2009124830/05 A RU2009124830/05 A RU 2009124830/05A RU 2009124830 A RU2009124830 A RU 2009124830A RU 2424184 C2 RU2424184 C2 RU 2424184C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- container
- reactor
- disk
- carbon
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии получения волокнистых углеродных материалов методом пиролиза ароматических и неароматических углеводородов.The invention relates to a technology for producing fibrous carbon materials by the pyrolysis of aromatic and non-aromatic hydrocarbons.
Известно устройство, позволяющее обрабатывать исходные газообразные углеводородные продукты. В патенте США №5165909, МПК D01F 9/10, 1992 г. предпочтение отдано таким газам, как ацетилен (температура карбонизации 500°С) и метан (температура карбонизации ниже 1000°С). Согласно патенту пиролиз проводится в вертикальной печи, в верхней части которой расположены патрубок подачи углеводородного газа, ленточные нагреватели и бункер с катализатором. В нижней части бункера с катализатором установлен питательный клапан, который подает в реакционную зону печи катализатор в виде порошкообразного никеля с добавлением алюминия. В нижней части расположен второй патрубок подачи углеводородного газа. Расстояние между питающим клапаном и вторым патрубком подачи углеводородного газа является реакционной зоной, ниже которой расположено основание печи, снабженное фильтром, являющимся сборником готового продукта перед его выгрузкой.A device is known that allows you to process the source of gaseous hydrocarbon products. In US patent No. 5165909, IPC D01F 9/10, 1992, preference is given to gases such as acetylene (carbonization temperature 500 ° C) and methane (carbonization temperature below 1000 ° C). According to the patent, pyrolysis is carried out in a vertical furnace, in the upper part of which there is a pipe for supplying hydrocarbon gas, belt heaters and a hopper with a catalyst. A feed valve is installed at the bottom of the catalyst hopper, which feeds the catalyst into the reaction zone of the furnace in the form of powdered nickel with the addition of aluminum. At the bottom there is a second hydrocarbon gas supply pipe. The distance between the feed valve and the second hydrocarbon gas supply pipe is the reaction zone, below which is the base of the furnace, equipped with a filter, which is the collection of the finished product before unloading.
Однако в такой печи полученные продукты пиролиза подвергаются длительному нагреву циркулирующим горячим газом, содержащим смесь углеводородного газа, продуктов пиролиза и катализатора, что может привести к термическому разложению готового продукта. Другим недостатком известного устройства является невозможность равномерного распределения порошкообразного катализатора равномерно по всему живому сечению печи. Это приводит к снижению эффективности пиролиза из-за неравномерности распределения катализатора (смесь никеля с 10% алюминия).However, in such a furnace, the resulting pyrolysis products are subjected to prolonged heating by circulating hot gas containing a mixture of hydrocarbon gas, pyrolysis products and a catalyst, which can lead to thermal decomposition of the finished product. Another disadvantage of the known device is the inability to uniformly distribute the powder catalyst evenly over the entire living section of the furnace. This leads to a decrease in the pyrolysis efficiency due to the uneven distribution of the catalyst (a mixture of nickel with 10% aluminum).
Известен также реактор для получения волокнистых углеродных структур каталитическим пиролизом (Патент РФ №2310023, МПК D01F 9/10, 2007 г.), содержащий корпус, выполненный из двух соединенных замками частей, причем верхняя часть корпуса соединена с трубопроводами подачи углеводородного газа и отбора газообразных продуктов пиролиза, а в нижней части установлены нагреватели, и соединенный с приводом вращения диск. В этом реакторе в верхней части также расположен узел подачи катализатора, а в нижней - сборник готового продукта и трубопровод подачи углеродсодержащего газа, причем реактор снабжен соединенной с узлом подачи катализатора камерой-осадителем, установленной над соединенным с приводом вращения и взаимодействующим с неподвижным скребком диском, под которым установлена емкость готового продукта, и нагревателями, расположенными над и под вращающимся диском, а в верхней части корпуса и камеры-осадителя расположены патрубки отбора продуктов пиролиза. Узел подачи катализатора выполнен в виде дозатора, соединенного через распылитель с линией подачи газа, снабженной нагревателем. Сборник готового продукта соединен с линией подачи инертного газа. Вращающийся диск снабжен установленными на его нижней поверхности лопастями. Камера-осадитель выполнена в виде перевернутого стакана с сечением в форме сектора. Емкость готового продукта закреплена на соединенной с корпусом цилиндрической обечайке.Also known is a reactor for producing fibrous carbon structures by catalytic pyrolysis (RF Patent No. 2310023, IPC D01F 9/10, 2007), comprising a casing made of two parts connected by locks, the upper part of the casing being connected to hydrocarbon gas supply and gaseous extraction pipelines pyrolysis products, and heaters are installed in the lower part, and a disk connected to the rotation drive. The catalyst supply unit is also located in the upper part of the reactor, and the finished product collector and the carbon-containing gas supply pipe are located in the lower part, and the reactor is equipped with a precipitating chamber connected to the catalyst supply unit, mounted above the disk connected to the rotation drive and interacting with the stationary scraper, under which the capacity of the finished product is installed, and heaters located above and below the rotating disk, and in the upper part of the casing and precipitating chamber are the product sampling pipes pyrolysis. The catalyst supply unit is made in the form of a dispenser connected via a spray to a gas supply line equipped with a heater. The finished product collector is connected to the inert gas supply line. The rotating disk is equipped with blades mounted on its lower surface. The precipitating chamber is made in the form of an inverted glass with a section in the shape of a sector. The capacity of the finished product is fixed on a cylindrical shell connected to the housing.
Недостатками такого реактора является сложность конструкции и невозможность нанесения на поверхность диска равномерного по толщине слоя катализатора, обеспечивающего получение нанотрубок с минимальным разбросом размеров по наружному диаметру, обладающих более высоким качеством и однообразием свойств. В процессе синтеза нанотрубок чрезмерно велик межцикловой период в режиме периодического процесса, что ведет к неконтролируемому росту числа слоев, приводящему к ухудшению свойств синтезируемых нанотрубок и уменьшению производительности.The disadvantages of this reactor are the design complexity and the inability to deposit a catalyst layer uniform in thickness on the surface of the disk, which provides nanotubes with a minimum variation in size along the outer diameter, which have higher quality and uniformity of properties. During the synthesis of nanotubes, the inter-cycle period in the periodic mode is excessively long, which leads to an uncontrolled increase in the number of layers, leading to a deterioration in the properties of the synthesized nanotubes and a decrease in productivity.
Указанные недостатки обусловлены конструктивными признаками известного технического решения.These shortcomings are due to structural features of the known technical solutions.
По совокупности общих признаков в качестве прототипа выбран реактор по патенту РФ №2310023.According to the set of common features, the reactor according to the patent of the Russian Federation No. 2310023 was selected as a prototype.
Задачей изобретения является обеспечение синтеза нанотрубок с наружным диаметром от 3 до 10 нм.The objective of the invention is to provide synthesis of nanotubes with an outer diameter of from 3 to 10 nm.
Техническим результатом является повышение качества синтезируемого углеродного материала и повышение производительности реактора.The technical result is to improve the quality of the synthesized carbon material and increase the productivity of the reactor.
Технический результат достигается тем, что в реакторе синтеза углеродных нанотрубок, содержащем снабженный нагревателями и узлом дозирования и осаждения катализатора корпус, выполненный из двух соединенных замками частей, причем верхняя часть корпуса соединена с трубопроводами подачи углеродсодержащего газа и отбора газообразных продуктов пиролиза, а в нижней части установлен соединенный с приводом вращения диск, в котором узел дозирования и осаждения катализатора выполнен в виде отдельного аппарата осаждения, содержащего основание, снабженное соединенным с приводом вращения диском и съемную крышку с системой подачи и осаждения катализатора на поверхность установленного на диске контейнера, и между корпусом реактора и аппаратом осаждения установлен манипулятор для перемещения контейнера, причем корпус реактора и аппарат осаждения объединены в единый агрегат, связующим звеном между которыми служит манипулятор для перемещения контейнера.The technical result is achieved by the fact that in the reactor for the synthesis of carbon nanotubes containing a housing equipped with heaters and a metering and catalyst dosing unit made of two parts connected by locks, the upper part of the body connected to the pipelines for supplying carbon-containing gas and sampling gaseous pyrolysis products, and in the lower part a disk connected to the rotation drive is installed in which the dosing and deposition unit of the catalyst is made in the form of a separate deposition apparatus containing bases e, equipped with a disk connected to the rotation drive and a removable cover with a catalyst supply and deposition system on the surface of the container mounted on the disk, and a manipulator for moving the container is installed between the reactor vessel and the deposition apparatus, the reactor body and the deposition apparatus being combined into a single unit by a link between which a manipulator serves to move the container.
Аппарат осаждения соединен с системой вакуумирования и содержит дозатор катализатора и устройство для герметизации.The deposition apparatus is connected to a vacuum system and comprises a catalyst dispenser and a sealing device.
Дозатор катализатора выполнен в виде приемной чашки и распылительного устройства, соединенного линией подачи сжатого воздуха.The catalyst dispenser is made in the form of a receiving cup and a spray device connected by a compressed air supply line.
Приемная чашка выполнена в виде установленной на регулируемой по высоте стойке полусферы с профилированными краями.The receiving cup is made in the form of a hemisphere mounted on a height-adjustable stand with profiled edges.
Манипулятор для перемещения контейнера содержит захватное устройство и поворотную стойку с механизмом выдвижения.The manipulator for moving the container contains a gripping device and a swivel stand with an extension mechanism.
Контейнер выполнен в виде кольца с отбортованными краями.The container is made in the form of a ring with flanged edges.
Выполнение узла дозирования и осаждения катализатора в виде отдельного аппарата осаждения, содержащего основание, снабженное соединенным с приводом вращения диском и съемную крышку с системой подачи и осаждения катализатора на поверхность установленного на диске контейнера, и установка между корпусом реактора и аппаратом осаждения манипулятора для перемещения контейнера, и объединение корпуса реактора и аппарата осаждения в единый агрегат, связующим звеном между которыми служит манипулятор для перемещения контейнера, обеспечивает получение многослойных углеродных нанотрубок с диаметром от 3 до 10 нм за счет обеспечения:The implementation of the unit for dispensing and deposition of the catalyst in the form of a separate deposition apparatus containing a base equipped with a disk connected to the rotation drive and a removable cover with a catalyst supply and deposition system on the surface of the container mounted on the disk, and installation of a manipulator between the reactor vessel and the deposition apparatus for moving the container, and the combination of the reactor vessel and the deposition apparatus in a single unit, the connecting link between which is the manipulator for moving the container, provides obtaining multilayer carbon nanotubes with a diameter of from 3 to 10 nm due to the provision of:
- контроля за нанесением катализатора (равномерное количество на единицу площади контейнера при одинаковой толщине слоя);- control over the application of the catalyst (a uniform amount per unit area of the container with the same layer thickness);
- создания равномерного температурного поля в слое катализатора за счет установки контейнера в реакторе на вращающемся диске;- creating a uniform temperature field in the catalyst bed by installing the container in the reactor on a rotating disk;
- уменьшения энергоемкости за счет охлаждения реактора только до температуры безопасного извлечения катализатора (около 300°С) после выведения реактора на температуру каталитического пиролиза при проведении синтеза;- reducing energy intensity by cooling the reactor only to a temperature of safe catalyst extraction (about 300 ° C) after the reactor is brought to the temperature of catalytic pyrolysis during synthesis;
- уменьшения времени процесса синтеза, для проведения которого требуется 3-4 мин;- reducing the time of the synthesis process, which takes 3-4 minutes;
- уменьшения расхода катализатора, за счет исключения его оседания на поверхностях реактора.- reduction of catalyst consumption, due to the exclusion of its deposition on the surfaces of the reactor.
Дополнительное соединение аппарата осаждения с системой вакуумирования и снабжение его дозатором катализатора и устройством для герметизации обеспечивает более равномерное осаждение катализатора на поверхность вращающегося контейнера. Более равномерное осаждение катализатора достигается за счет уменьшения продолжительности осаждения самых мелких пылевидных частиц, оседающих в вакуумной среде с той же скоростью, что и более крупные частицы. Это также обеспечивает повышение качества синтезируемого наноматериала.An additional connection of the deposition apparatus with a vacuum system and supplying it with a catalyst dispenser and a sealing device provides a more uniform deposition of the catalyst on the surface of a rotating container. A more uniform catalyst deposition is achieved by reducing the duration of the deposition of the smallest pulverulent particles deposited in a vacuum environment at the same speed as larger particles. It also provides improved quality of the synthesized nanomaterial.
Выполнение дозатора катализатора в виде приемной чашки и распылительного устройства, соединенного линией подачи сжатого воздуха позволяет отказаться от использования малоэффективных шнековых дозаторов, которые не обеспечивают равномерность подачи малых количеств пылевидного катализатора общей массой порядка 50 г с высокой точностью. В предлагаемом дозаторе отмеряется взвешиванием необходимая доза катализатора и затем распыляется импульсом воздушного потока. При этом исключается износ аппарата дозирования и связанное с ним снижение точности дозирования.The implementation of the catalyst dispenser in the form of a receiving cup and a spray device connected by a compressed air supply line eliminates the use of inefficient screw feeders, which do not provide uniformity in the supply of small amounts of dusty catalyst with a total weight of about 50 g with high accuracy. In the proposed dispenser, the required dose of the catalyst is measured by weighing and then sprayed with an airflow pulse. This eliminates the wear of the dispensing apparatus and the associated decrease in the accuracy of dispensing.
Выполнение приемной чашки в виде установленной на регулируемой по высоте стойке полусферы с профилированными краями обеспечивает простоту конструкции и необходимую точность дозирования. Равномерность дозирования может достигаться:The execution of the receiving cup in the form of a hemisphere mounted on a height-adjustable rack with profiled edges ensures the simplicity of design and the necessary metering accuracy. Dosage uniformity can be achieved:
- за счет перемещения чашки по высоте;- due to the movement of the cup in height;
- за счет изменения величины импульса воздушной струи, которая, в свою очередь, может зависеть от времени открытия запорной арматуры, давления воздуха в воздушной магистрали и величины разрежения в полости устройства.- due to changes in the momentum of the air stream, which, in turn, may depend on the time of opening of the valves, air pressure in the air line and the amount of vacuum in the cavity of the device.
Выполнение манипулятора для перемещения контейнера содержащим захватное устройство и поворотную стойку с механизмом выдвижения обеспечивает перемещение контейнера на загрузку катализатора, перемещение контейнера на диск рабочего стола реактора и последующую выгрузку контейнера после окончания синтеза.The implementation of the manipulator for moving the container containing the gripping device and the swivel rack with the extension mechanism provides the container to move the catalyst, move the container to the disk of the reactor desktop and the subsequent unloading of the container after synthesis.
Выполнение контейнера в виде кольца с отбортованными краями обеспечивает более равномерное проведение синтеза наноматериалов за счет исключения из процесса синтеза центральной части контейнера. Так как центральная часть контейнера при вращении практически неподвижна, то не обеспечивается равномерный разогрев катализатора. При этом доля центральной части не превышает 7-8% от поверхности контейнера и эта потеря поверхности с лихвой компенсируется повышением качества нанотрубок.The implementation of the container in the form of a ring with flanged edges provides a more uniform synthesis of nanomaterials by eliminating the central part of the container from the synthesis process. Since the central part of the container is practically motionless during rotation, uniform heating of the catalyst is not ensured. At the same time, the proportion of the central part does not exceed 7-8% of the container surface, and this surface loss is more than compensated by an increase in the quality of nanotubes.
На представленных чертежах изображены:The drawings show:
на фиг.1 - общий вид реактора синтеза углеродных нанотрубок в открытом положении в разрезе;figure 1 is a General view of the reactor for the synthesis of carbon nanotubes in the open position in the context;
на фиг.2 - то же, что на фиг.1 без верхней части корпуса реактора и съемной крышки аппарата дозирования и осаждения, вид сверху;figure 2 is the same as in figure 1 without the upper part of the reactor vessel and the removable cover of the metering and deposition apparatus, top view;
на фиг.3 - сечение корпуса реактора;figure 3 is a cross section of the reactor vessel;
на фиг.4 - верхняя часть манипулятора;figure 4 - the upper part of the manipulator;
на фиг.5 - сечение аппарата дозирования и осаждения;figure 5 is a cross section of the metering and deposition apparatus;
на фиг.6 - вариант конструкции чашки приемной аппарата дозирования;Fig.6 is a variant of the design of the cup of the receiving dosing apparatus;
на фиг.7 - то же, что на фиг.6, вариант выполнения верхней кромки;in Fig.7 is the same as in Fig.6, an embodiment of the upper edge;
на фиг.8 - сечение контейнера;on Fig - section of the container;
на фиг.9 - то же, что на фиг.8, вид сверху.Fig.9 is the same as in Fig.8, a top view.
Перечень позиций, указанных на чертежахThe list of items indicated in the drawings
1 - часть корпуса верхняя;1 - the upper part of the body;
2 - часть корпуса нижняя;2 - lower part of the housing;
3 - манипулятор;3 - manipulator;
4 - крышка аппарата дозирования и осаждения;4 - the cover of the metering and deposition apparatus;
5 - основание аппарата дозирования и осаждения;5 - the base of the metering and precipitation apparatus;
6 - контейнер;6 - container;
7 - трубопровод подачи углеродсодержащего газа;7 - a pipeline for supplying carbon-containing gas;
8 - патрубок отбора реакционных газов;8 - pipe for the selection of reaction gases;
9 - измеритель температуры;9 - temperature meter;
10 - газораспределительный кожух;10 - gas distribution casing;
11 - привод вращения;11 - rotation drive;
12 - диск;12 - disk;
13 - нагреватели;13 - heaters;
14 - замок;14 - castle;
15 - вакуумный насос;15 - a vacuum pump;
16 - запорный орган;16 - a locking organ;
17 - уплотнение;17 - a seal;
18 - замок;18 - castle;
19 - воронка;19 - funnel;
20 - трубопровод;20 - pipeline;
21 - запорный орган;21 - a locking organ;
22 - приемная чашка;22 - receiving cup;
23 - линия подачи сжатого воздуха;23 - compressed air supply line;
24 - запорный орган;24 - a locking organ;
25 - стойка;25 - stand;
26 - фиксатор положения;26 - position lock;
27 - коническое кольцо;27 - a conical ring;
28 - упор;28 - emphasis;
29 - защелка;29 - latch;
30 - привод;30 - drive;
31 - гидроцилиндр горизонтального выдвижения;31 - a horizontal extension hydraulic cylinder;
32 - гидроцилиндр вертикального перемещения;32 - cylinder vertical movement;
33 - механизм поворота;33 - rotation mechanism;
34 - края контейнера;34 - the edges of the container;
35 - манометр.35 - pressure gauge.
Реактор синтеза углеродных нанотрубок содержит выполненный из верхней части 1 и нижней части 2 корпус реактора, объединенный в единый агрегат связующим звеном в виде манипулятора 3 с аппаратом дозирования и осаждения катализатора, состоящим из съемной крышки 4 и основания 5. Манипулятор 3 установлен в промежутке между нижней частью корпуса реактора 2 и основанием аппарата дозирования и осаждения катализатора 5 и предназначен для перемещения контейнера 6. Верхняя часть корпуса реактора 1 снабжена трубопроводом 7 подачи углеродсодержащего газа, патрубками отбора реакционных газов 8 и измерителем температуры 9. Трубопровод 7 в полости верхней части корпуса реактора 1 соединен с газораспределительным кожухом 10, выполненным в виде перевернутой воронки. В нижней части корпуса реактора 2 установлен соединенный с приводом вращения 11 диск 12 и нагреватели 13. Нижняя 2 и верхняя 1 части реактора соединяются между собой замками 14.The carbon nanotube synthesis reactor contains a reactor vessel made of upper part 1 and
Основание 5 аппарата дозирования и осаждения катализатора снабжено соединенным с приводом вращения 11 диском 12 и соединено с вакуумным насосом 15 через запорный орган 16. Съемная крышка 4 соединена с основанием 5 устройством для герметизации, включающим уплотнение 17 и замки 18. Съемная крышка 4 соединена с системой подачи и осаждения катализатора на поверхность установленного на диске 12 контейнера 6. Система подачи катализатора выполнена в виде воронки 19, соединенной трубопроводом 20 через запорный орган 21 с приемной чашкой 22 и линии подачи сжатого воздуха 23, соединенной через запорный орган 24 с трубопроводом 20. На основании 5 установлена стойка 25 с фиксатором положения 26. На стойке 25 установлена с возможностью вертикального перемещения приемная чашка 22 в виде полусферы с профилированными краями, как показано на фиг.6 и 7. В нижней части крышки 4 выполнено коническое кольцо 27, препятствующее оседанию частиц катализатора за пределами контейнера 6. Манипулятор 3 для перемещения контейнера 6 (фиг.4) содержит захватное устройство в виде нижнего упора 28 и защелки 29, соединенной с приводом 30, и выполнен в виде гидроцилиндра 31 горизонтального выдвижения и гидроцилиндра 32 вертикального перемещения, закрепленного на механизме поворота 33. Контейнер 6 выполнен в виде кольца с отбортованными краями 34. На крышке 4 аппарата дозирования установлен мановакууметр 35.The
Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.
Вначале контейнер 6 манипулятором 3 устанавливается при поднятой крышке 4 на диск 12 основания аппарата дозирования и осаждения 5. Затем крышка 4 аппарата дозирования и осаждения устанавливается на основание 5 и производится герметизация уплотнения 17 затяжкой замков 18. В воронку 19 засыпается мерное количество пылевидного катализатора на основе оксидов металлов. При открытом запорном органе 21 катализатор поступает через трубопровод 20 в приемную чашку 22, установленную на стойке 25 и зафиксированную фиксатором положения 26. Затем при закрытых запорных органах 21 и 24 включается вакуумный насос 15 и открывается запорный орган 16. После создания необходимого разрежения в полости аппарата дозирования и осаждения, которое контролируется по показаниям мановакууметра 35, включается привод вращения 11 диска 12 и открывается на доли секунды запорный орган 24. При этом сжатый воздух из линии подачи сжатого воздуха 23 поступает через трубопровод 20 в приемную чашку 22 и распыляет катализатор в объеме аппарата. Кратковременное открытие запорного органа 24 незначительно снижает разрежение в полости аппарата осаждения, поэтому все пылевидные частицы катализатора практически одновременно оседают на верхней поверхности вращающегося контейнера 6. Попаданию частиц катализатора, осаждающихся вблизи стенок крышки 4 за пределы контейнера 6, препятствует коническое кольцо 27. Затем отключаются привод вращения 11 и вакуумный насос 15, перекрывается запорный орган 16 и с помощью запорного органа 21 давление в узле плавно выравнивается с атмосферным. После разгерметизации аппарата замки 18 открываются и крышка 4 аппарата дозирования и осаждения поднимается в верхнее положение, как показано на фиг.1.First, the
Затем манипулятором 3 контейнер 6 переносится с диска 12 аппарата 5 на диск 12 аппарата 3, для чего гидроцилиндром горизонтального выдвижения 31 упор 28 подводится к внешнему краю 34 контейнера 6 и приводом 30 защелка 29 переводится в нижнее положение. Затем совместными действиями гидроцилиндра вертикального перемещения 32 и механизма поворота 33 осуществляется перемещение контейнера 6 с осажденным катализатором.Then, with the
На нижней части 2 корпуса реактора устанавливается верхняя часть корпуса 1 и производится их смыкание замками 14. Полость корпуса реактора продувается аргоном или другим инертным газом для удаления из нее атмосферного воздуха. Для этого через трубопровод 7 под газораспределительный кожух 10 подается инертный газ (аргон), который, имея большую плотность, вытесняет атмосферный воздух из полости реактора через патрубки отбора реакционных газов 8. После удаления воздуха из полости корпуса реактора включаются расположенные под диском 12 нагревательные элементы 13 и включается привод 11 вращения диска 12. Вместе с диском 12 вращается установленный на нем контейнер 6, обеспечивая тем самым равномерность разогрева катализатора. Через трубопровод 7 подачи углеродсодержащего газа (метана) последний поступает под газораспределительный кожух 10 и перемещается над слоем катализатора, осажденного на поверхности контейнера 6. При взаимодействии метана с катализатором, разогретым до температуры пиролиза (зависит от вида углеродсодержащего газа и марки катализатора) на поверхности частиц катализатора образуется продукт в виде углеродных нанотрубок. Не прореагировавший с катализатором газ вместе с газообразными продуктами пиролиза выходит из пространства под газораспределительным кожухом 10 через кольцевой зазор между ним и контейнером 6 в пространство между газораспределительным кожухом 10 и верхней частью корпуса 1 и отводится через патрубки отбора реакционных газов 8. Процесс синтеза в реакторе контролируется с помощью измерителей температуры 9, которые измеряет температуру катализатора и температуру отводимых газообразных продуктов пиролиза.On the
После окончания процесса синтеза подача углеродсодержащего газа через трубопровод 7 прекращается, отключаются нагреватели 13 и включается охлаждение реактора (не показано) и вновь производится продувка полости реактора инертным газом. При снижении температуры в реакторе до безопасной (примерно ниже 300°С), исключающей разложение синтезированных нанотрубок, отключается охлаждение, прекращается подача инертного газа, и отключается привод 11 вращения диска 12. После открытия замков 14 поднимается вверх верхняя часть корпуса реактора 1 и контейнер 6 с синтезированными нанотрубками извлекается из реактора и заменяется на другой контейнер 6 с катализатором. После этого процесс синтеза повторяется согласно описанному выше, а готовый продукт выгружается из контейнера 6 после его охлаждения до комнатной температуры.After the synthesis process is completed, the supply of carbon-containing gas through the
Предлагаемое изобретение обеспечивает промышленное получение углеродных многослойных нанотрубок.The present invention provides the industrial production of carbon multilayer nanotubes.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009124830/05A RU2424184C2 (en) | 2009-06-29 | 2009-06-29 | Reactor for synthesis of carbon nanotubes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009124830/05A RU2424184C2 (en) | 2009-06-29 | 2009-06-29 | Reactor for synthesis of carbon nanotubes |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009124830A RU2009124830A (en) | 2011-01-10 |
| RU2424184C2 true RU2424184C2 (en) | 2011-07-20 |
Family
ID=44054191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009124830/05A RU2424184C2 (en) | 2009-06-29 | 2009-06-29 | Reactor for synthesis of carbon nanotubes |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2424184C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2480398C1 (en) * | 2011-09-29 | 2013-04-27 | Учреждение Российской академии наук Институт прикладной механики (ИПРИМ РАН) | Method of producing carbon nanotubes and apparatus for realising said method |
| RU2768879C1 (en) * | 2021-04-09 | 2022-03-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тамбовский государственный технический университет» (ФГБОУ ВО «ТГТУ») | Reactor for activating a micro- and mesoporous carbon material |
-
2009
- 2009-06-29 RU RU2009124830/05A patent/RU2424184C2/en active IP Right Revival
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2480398C1 (en) * | 2011-09-29 | 2013-04-27 | Учреждение Российской академии наук Институт прикладной механики (ИПРИМ РАН) | Method of producing carbon nanotubes and apparatus for realising said method |
| RU2768879C1 (en) * | 2021-04-09 | 2022-03-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тамбовский государственный технический университет» (ФГБОУ ВО «ТГТУ») | Reactor for activating a micro- and mesoporous carbon material |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009124830A (en) | 2011-01-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Xu et al. | Performances of syngas production and deposited coke regulation during co-gasification of biomass and plastic wastes over Ni/γ-Al2O3 catalyst: Role of biomass to plastic ratio in feedstock | |
| CN101531362B (en) | Method for one-step growth of carbon nanotube by taking carbon composite as catalyst | |
| US11236421B2 (en) | Atomic layer deposition device for massively coating micro-nano particles | |
| Abbas et al. | Thermocatalytic decomposition of methane for hydrogen production using activated carbon catalyst: Regeneration and characterization studies | |
| RU2424184C2 (en) | Reactor for synthesis of carbon nanotubes | |
| JP2014513661A (en) | Carbon nanotube production method and apparatus for carrying out the method | |
| RU2296827C1 (en) | Method of preparing fibrous carbon structures using catalytic pyrolysis | |
| Abbas et al. | Deactivation of palm shell-based activated carbon catalyst used for hydrogen production by thermocatalytic decomposition of methane | |
| Rezaei et al. | Study of the performance of dry methane reforming in a microchannel reactor using sputtered Ni/Al2O3 coating on stainless steel | |
| JP2021175707A (en) | System and method for manufacturing composite | |
| CN103343331A (en) | Chemical vapor deposition reaction device | |
| Grillo et al. | Oriented attachment and nanorod formation in atomic layer deposition of TiO2 on graphene nanoplatelets | |
| Liu et al. | Binder-free dip-coating of Mn2O3-Na2WO4-TiO2 catalyst onto monolithic SiC-foam towards efficient oxidative coupling of methane | |
| RU2516548C2 (en) | Method of obtaining carbon-metal material by catalytic pyrolysis of ethanol | |
| JP5049912B2 (en) | Nanocarbon generation furnace | |
| RU2443807C1 (en) | Method of producing carbon fibre materials via catalytic pyrolysis | |
| CN107986260B (en) | A kind of microwave-heating formula coal carbon nanotube device | |
| RU2349690C1 (en) | Method for production of fibrous carbonic structures by catalytic pyrolysis | |
| KR100968257B1 (en) | Apparatus and method for collection carbon nano tube | |
| CN100571933C (en) | A kind of method with preparing onion-shaped internal coating metal nickel carbon particle with deoiling asphalt | |
| RU2401798C1 (en) | Carbon nanotube synthesis method | |
| RU2389836C2 (en) | Reactor for production of fibrous carbon structures by catalytic pyrolysis | |
| KR101834612B1 (en) | process for Preparing carbon nanostructures and carbon nanostructures prepared by same | |
| RU2353718C1 (en) | Method of receiving fibrous carbonic structures by catalystic pyrolysis | |
| RU2481889C2 (en) | Method of producing carbon nanomaterials |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120630 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20140810 |
|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20141014 |