CN108840321A - 天然气基石墨烯纳米金钢石联产炭黑的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及纳米金钢石技术领域，具体是指天然气基石墨烯纳米金钢石联产炭黑的方法，包括以下步骤：(1)、将经预处理好的废旧金属铜送入熔融铜液体催化器内。(2)、催化生产犬墨烯颗粒。(3)、天然气催化分解生产金钢石与炭黑颗粒和氢气。(4)、冷却粉尘和气体分级分离回收。(5)、将气体分离罐分离的惰性气体送惰性气罐循环利用。一是比普通纳米金钢石和炭黑成本降低60％，二是颗粒粒径0.3—2纳米，比表面积比普通纳米金钢石和炭黑增加1000倍以上。三是同时具有石墨烯和纳米金钢石与此同时炭黑的优越特性。

Description

天然气基石墨烯纳米金钢石联产炭黑的方法

技术领域

本发明涉及纳米金钢石技术领域，具体是指天然气基石墨烯纳米金钢石联产炭黑的方法。

背景技术

纳米金钢石的制造，特别是应用，是近年来各科学家的热门话题。纳米金钢石早在三十多年前就己被研发出来，在聚晶、抛光剂等磨料磨具、金属镀层、润滑油、磁性记录系统等领域应用。

纳米金钢石与金属镀层：镀附后零件使用寿命提高1—9倍，镀层厚度降低1—2倍。电镀时采用标准电镀设备。金属镀层中的金钢石含量0.3—0.5％，当镀层厚度为1mm时金钢石消耗量为0.2克(1克拉)/m2。

纳米金钢石抛光液：纳米金钢石，超细，超硬，其抛光表面粗糙度达到1纳米，使得光学抛光中的难题得到解决，满足超精加工发展的需求。主要用于半导体硅片抛光、计算机硬盘基片抛光、计算机顶头抛光、精密陶瓷、人造晶体、硬质合金、宝石、石英、光学玻璃抛光。

目前，国内外产业化生产纳米金钢石的方法是利用负氧平衡炸药在爆轰过程中产生的游离碳，控制爆轰时的压力和温度使之转变成5—20纳米粒径的微晶颗粒。传统的生产方式成本高，已经不能满足生产的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服上述技术的缺陷，提供天然气基石墨烯纳米金钢石联产炭黑的方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为天然气基石墨烯纳米金钢石联产炭黑的方法，包括以下步骤：

(1)、将经预处理好的废旧金属铜送入熔融铜液体催化器内。

(2)、打开天然气罐下方阀门将天然气送入熔融铜液体催化器催化经多孔管道4，从孔口5在铜液中“吹咆”方式，催化生产犬墨烯颗粒6。

(3)、打开天然气罐上方阀门将天然气和玉米秸秆粉2或玉米爆花粉3一起送入熔融铜液体催化器进行天然气催化分解生产金钢石与炭黑颗粒和氢气，并将与石墨烯和氢气一起吹送到冷却器进行冷却。

(4)、冷却粉尘和气体分级分离回收，先回收石墨烯纳米炭黑，后回收石墨烯金钢石。

(5)、将气体分离罐分离的惰性气体送惰性气罐循环利用。

(6)、打开远程防爆监控中心系统7电源开关，对全工艺流程和周边环境进行远程防爆监控。

作为改进，在步骤(1)中，金属铜液的铜含量达到99.99％以上。也可将高纯含的铜直接熔融。

作为改进，在步骤(2)中，熔融铜液体催化分离器完成的主反应为：

CH4——C(石墨烯)+2H2

熔融铜液体催化分离器的催化温度为1100—1800℃。

作为改进，在步骤(3)中，天然气罐的送气压力为8—100pa。

熔融铜液体催化器天然气分解完成的主反应为：

CH4——C(金钢石、炭黑颗粒)+2H2

冷却固体回收器的冷却温度为50℃以下。

作为改进，：在步骤(4)中，氢气循环利用送废属铜熔融炉燃烧主反应：

2H2+O2——2H2O(水蒸汽)

本发明天然气基石墨烯纳米金钢石联产炭黑的方法具有如下优点：一是比普通纳米金钢石和炭黑成本降低60％，二是颗粒粒径0.3—2纳米，比表面积比普通纳米金钢石和炭黑增加1000倍以上。三是同时具有石墨烯和纳米金钢石与此同时炭黑的优越特性。

附图说明

图1是本发明天然气基石墨烯纳米金钢石联产炭黑的方法的示意图。

图2是熔融铜液体催化器结构示意图

图3是天然气玉米秸秆玉米爆花基石墨烯纳米金钢石与炭黑工艺及装置示意图

图4是冷却回收一体机管道正面示意图

图5是等离子炬催化生物质纳米金钢石工艺及装置示意图

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

结合附图，包括以下步骤：

(1)、将经预处理好的废旧金属铜送入熔融铜液体催化器内。

(2)、打开天然气罐下方阀门将天然气送入熔融铜液体催化器催化经多孔管道4，从孔口5在铜液中“吹咆”方式，催化生产犬墨烯颗粒6。

(3)、打开天然气罐上方阀门将天然气和玉米秸秆粉2或玉米爆花粉3一起送入熔融铜液体催化器进行天然气催化分解生产金钢石与炭黑颗粒和氢气，并将与石墨烯和氢气一起吹送到冷却器进行冷却。

(4)、冷却粉尘和气体分级分离回收，先回收石墨烯纳米炭黑，后回收石墨烯金钢石。

(5)、将气体分离罐分离的惰性气体送惰性气罐循环利用。

(6)、打开远程防爆监控中心系统7电源开关，对全工艺流程和周边环境进行远程防爆监控。

作为改进，在步骤(1)中，金属铜液的铜含量达到99.99％以上。也可将高纯含的铜直接熔融。

作为改进，在步骤(2)中，熔融铜液体催化分离器完成的主反应为：

CH4——C(石墨烯)+2H2

熔融铜液体催化分离器的催化温度为1100—1800℃。

作为改进，在步骤(3)中，天然气罐的送气压力为8—100pa。

熔融铜液体催化器天然气分解完成的主反应为：

CH4——C(金钢石、炭黑颗粒)+2H2

冷却固体回收器的冷却温度为50℃以下。

作为改进，：在步骤(4)中，氢气循环利用送废属铜熔融炉燃烧主反应：

2H2+O2——2H2O(水蒸汽)

实施例1：

参照图2，

熔融铜液体催化器主体结构为高铝耐火砖。中间分为熔融铜液催化石墨烯层和天然气分解金钢石颗粒层。

实施例2：

参照图3，

将烘干的玉米秸秆或玉米爆花送超微粉碎机粉碎，送等离子炬催化器内与天然气，在900—3000℃等离子炬高温条件下制取石墨烯纳米金钢石与炭黑颗粒。

本发明优点，节约减少天然气用量50％以上，利用更加便宜的玉米秸秆或玉米爆花为原料，生产出高质量的石墨烯纳米金钢石颗粒产品。同时，氢气循环利用，供燃氢烘干机使用，节能环保。

实施例3：

参照图5，

1、冷却回收一体机不锈钢冷却管道。2、不锈钢旋风档板。3、多级回收器卸料管道。4、增压风机。5、气固分离水液过滤器。61、62、63、远程防爆监控器。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.天然气基石墨烯纳米金钢石联产炭黑的方法，其特征在于包括一下步骤：

(1)、将经预处理好的废旧金属铜送入熔融铜液体催化器内。

(2)、打开天然气罐下方阀门将天然气送入熔融铜液体催化器催化经多孔管道4，从孔口5在铜液中“吹咆”方式，催化生产犬墨烯颗粒6。

(3)、打开天然气罐上方阀门将天然气和玉米秸秆粉2或玉米爆花粉3一起送入熔融铜液体催化器进行天然气催化分解生产金钢石与炭黑颗粒和氢气，并将与石墨烯和氢气一起吹送到冷却器进行冷却。

(4)、冷却粉尘和气体分级分离回收，先回收石墨烯纳米炭黑，后回收石墨烯金钢石。

(5)、将气体分离罐分离的惰性气体送惰性气罐循环利用。

(6)、打开远程防爆监控中心系统7电源开关，对全工艺流程和周边环境进行远程防爆监控。

2.根据权利要求1所述的天然气基石墨烯纳米金钢石联产炭黑的方法，其特征在于：在步骤(1)中，金属铜液的铜含量达到99.99％以上。也可将高纯含的铜直接熔融。

3.根据权利要求1所述的天然气基石墨烯纳米金钢石联产炭黑的方法，其特征在于：在步骤(2)中，

熔融铜液体催化分离器完成的主反应为：

CH4——C(石墨烯)+2H2

优选熔融铜液体催化分离器的催化温度为1100—1800℃。

4.根据权利要求1所述的天然气基石墨烯纳米金钢石联产炭黑的方法，其特征在于：在步骤(3)中，天然气罐的送气压力为8—100pa。

熔融铜液体催化器天然气分解完成的主反应为：

CH4——C(金钢石、炭黑颗粒)+2H2

优选冷却固体回收器的冷却温度为50℃以下。

5.根据权利要求1所述的天然气基石墨烯纳米金钢石联产炭黑的方法，其特征在于：在步骤(4)中，

氢气循环利用送废属铜熔融炉燃烧主反应：

2H2+O2——2H2O(水蒸汽) 。