CN111810831B - 一种镍纳米颗粒功能化碳纳米管 - Google Patents

一种镍纳米颗粒功能化碳纳米管 Download PDF

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Abstract

本发明属于碳纳米管技术领域，具体的说是一种镍纳米颗粒功能化碳纳米管，包括碳纳米管，所述碳纳米管的两端均设置有单向通道阀，且单向通道阀的一侧焊接有接口，所述碳纳米管的一侧设置有真空泵，且碳纳米管的一端通过连接管与真空泵连通，并且碳纳米管的另一端卡接有反应器；本发明通过将连接机构向接口进行推进时，钢珠卡接在接口的内卡槽中，外部的外环对钢珠的一侧进行推挤，由于挤压弹簧对外环进行推挤，使得钢珠对接口的位置进行限定，通过将外环向左进行推动，外环的外卡槽的位置与钢珠对应后，钢珠可以自由活动之外环的一侧，进而失去对于接口的卡接作用，进而可以将卡接机构抽出，进行更换，操作便捷。

Description

一种镍纳米颗粒功能化碳纳米管
技术领域
本发明属于碳纳米管技术领域，具体的说是一种镍纳米颗粒功能化碳纳米管。
背景技术
纳米碳管(CNT)，管状的纳米级石墨晶体，是单层或多层石墨片围绕中心轴按一定的螺旋角卷曲而成的无缝纳米级管，每层的C是SP2杂化，形成六边形平面的圆柱面。碳纳米管同样也有天然产出的碳晶特性。使纳米碳管成为人们认知的碳原子材料。
然而现有的碳纳米管在使用的过程中仍然存在不足之处；现有的碳纳米管可作为储存氢气的容器，安全可靠，但在储存氢气的过程中需要对碳纳米管的内部的进行抽真空的处理，以及需要对进入管道内部的氢气进行去水和去氧的处理，保证氢气与纳米管内部的更好的结合，且现有技术中对碳纳米管进行加热过程中，由于对碳纳米管表面进行加热，容易导致碳纳米管内氢气加热不均匀，产生靠近碳纳米管表面的氢气加热过度而远离碳纳米管表面的氢气加热程度低。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，解决碳纳米管储存氢气的过程中未对碳纳米管的内部的进行抽真空的处理，以及未对进入管道内部的氢气进行去水和去氧的处理，无法保证氢气与纳米管内部的更好的结合，且现有技术中对碳纳米管进行加热过程中，由于对碳纳米管表面进行加热，容易导致碳纳米管内氢气加热不均匀，产生靠近碳纳米管表面的氢气加热过度而远离碳纳米管表面的氢气加热程度低的问题，本发明提出的一种镍纳米颗粒功能化碳纳米管。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种镍纳米颗粒功能化碳纳米管，包括碳纳米管，所述碳纳米管的两端均设置有单向通道阀，且单向通道阀的一侧焊接有接口，所述碳纳米管的一侧设置有真空泵，且碳纳米管的一端通过接口、卡接机构和连接管与真空泵连通，碳纳米管的另一端于接口处通过卡接机构卡接有反应器，反应器远离碳纳米管的一端焊接有接口，用于外接含有卡接机构的管路；所述碳纳米管的外侧设置有电磁线圈；所述卡接机构包括卡环，所述卡环表面开设有滑动槽，且卡环的外侧套设有外环，且外环的一端通过挤压弹簧与卡环弹性连接；所述卡环的内部开设有活动槽，且活动槽的内部嵌设有钢珠，所述活动槽的边缘直径小于钢珠的直径，所述外环的内部开设有外卡槽；所述接口的中间位置处开设有内卡槽，且内卡槽和外卡槽均与钢珠配合使用；所述内卡槽内壁固连有橡胶环；所述橡胶环外表面固连有均匀布置的卡杆；所述卡杆接触钢珠表面设置；所述钢珠表面开设有均匀布置的凹槽；所述外卡槽内壁转动连接有均匀布置的滚珠；工作时，通过将电磁线圈通电，并改变通过电磁线圈的电流，以此在电磁线圈的周围产生涡流，进而对碳纳米管的内部进行加热处理，在温度达到合适时，经过一段时间后，将真空泵一端连通的连接管通过卡接机构与接口进行对接，在卡接机构向接口进行推进时，钢珠卡接在接口的内卡槽中，并通过卡杆与凹槽的配合，提高钢珠的固定效果，外部的外环对钢珠的一侧进行推挤，由于挤压弹簧对外环进行推挤，使得钢珠对接口的位置进行限定，在完成对碳纳米管的内部抽真空后，需要进行更换分子真空泵，此时，将外环向左进行推动，外环的外卡槽的位置与钢珠对应后，钢珠可以自由活动之外环的一侧，进而失去对于接口的卡接作用，进而可以将卡接机构抽出，进行更换，操作便捷。
优选的，所述橡胶环内开设有空腔；与接口固定焊接的管道内开设有挤压腔；所述挤压腔内滑动连接有均匀布置且T形设计的滑块；所述滑块靠近管道中心位置的一端延伸入管道内设计，且滑块表面开设有导流槽；所述管道和碳纳米管内均开设有分流槽；所述分流槽彼此连通，且分流槽通过均匀布置的分流孔连通管道和碳纳米管的内空间；所述滑块在外环和卡环通过钢珠配合卡紧过程中相对移动，实现导流槽连通分流槽和滑块处管道内空间；工作时，钢珠卡接在接口的内卡槽中挤压橡胶环内空腔，从而使空腔内气体进入挤压腔内，并推动滑块相对滑动，使导流槽与分流槽连通，从而使部分气体通过导流槽流入分流槽内，并通过分流孔喷出，从而使碳纳米管周圈的气体在分流孔喷气产生推力的作用下向碳纳米管中部汇集，从而搅动碳纳米管内气体，从而提高电磁线圈对碳纳米管内气体加热的均匀度。
优选的，所述滑块相对一端均固连有导流块；所述导流块向气流流动的反方向倾斜设计；所述分流孔向气流流动的方向倾斜设计；工作时，通过导流块的倾斜设计，可加大进入分流槽内气体的量，从而提高分流孔喷出的气体流速，提高对碳纳米管内气体的冲击力，从而提高气体加热均匀度，同时通过分流孔的倾斜设计，可进一步提高碳纳米管内气体流速，进一步提高气体加热均匀度。
优选的，所述分流孔内固连有飘带；所述飘带波浪形设计，且飘带表面固连有均匀布置的弹簧，实现初始状态下弹簧收缩后飘带折叠于分流孔内；工作时，气体通过分流孔时，推动飘带于分流孔伸出，从而通过飘带在气体流动过程中的摆动，进一步搅动碳纳米管内气体，进一步提高气体加热的均匀度，且在碳纳米管没有气体流动时，飘带在弹簧作用下弯曲并收缩进分流孔中，且分流孔气体流速提高的状态下可提高飘带的摆动幅度和频率，进一步提高对气体的搅动程度，提高气体加热均匀度。
优选的，所述反应器内转动连接有反应盒；所述反应盒外表面通过滚珠接触反应器的内壁；所述反应盒内壁远离碳纳米管的一侧固连有第一隔板；所述第一隔板远离碳纳米管的一侧表面固连有涡轮；所述第一隔板表面开设有均匀布置的第一通孔；所述反应盒内固连有第二隔板和第三隔板；所述第三隔板位于第二隔板远离第一隔板一侧；所述第一隔板和第二隔板表面开设有均匀布置的第二通孔；所述第一隔板和第二隔板之间的反应盒内空间填充氢氧化亚铁颗粒；所述第二隔板和第三隔板之间的反应盒内空间填充有活性碳颗粒；工作时，在完成内部的抽真空操作后，将顶部的接口与反应器的卡接机构的一端进行卡接，外部的氢气在经过反应器的内部时，氧气与氢氧化亚铁进行反应，生成氢氧化铁，进而对其中混杂的氧气进行除杂，并且活性碳中对氢气中的水分进行吸收，保证氢气的浓度，同时气体的流动带动涡轮转动，从而带动反应盒转动，通过反应盒的转动可使气体充分接触氢氧化亚铁和活性炭，提高氢氧化亚铁和活性炭的利用效率，同时提高气体的净化效率，节约资源消耗，且反应盒转动过程中，使气流进入碳纳米管后转动，从而配合分流孔，提高气体的搅动程度，进一步提高气体受热均匀度，在多次使用反应器后，需对其进行更换，采用上述相同的方法对反应器进行去除，再对底部的连接管去除，即可以完成对于碳纳米管的便捷运输。
优选的，所述碳纳米管呈S形设置，并且碳纳米管上包设有多个电磁线圈，所述多个电磁线圈呈线性阵列；工作时，通过碳纳米管呈S形设置，碳纳米管的S形结构增大了碳纳米管与电磁线圈的接触面积，从而提高氢气的加热时间，提高加热程度的同时提高空间利用率。
本发明的有益效果如下：
1.本发明所述的一种镍纳米颗粒功能化碳纳米管，通过钢珠卡接在接口的内卡槽中挤压橡胶环内空腔，使导流槽与分流槽连通，从而使部分气体通过导流槽流入分流槽内，并通过分流孔喷出，从而使碳纳米管周圈的气体在分流孔喷气产生推力的作用下向碳纳米管中部汇集，从而搅动碳纳米管内气体，从而提高电磁线圈对碳纳米管内气体加热的均匀度。
2.本发明所述的一种镍纳米颗粒功能化碳纳米管，通过导流块的倾斜设计，可加大进入分流槽内气体的量，从而提高分流孔喷出的气体流速，提高对碳纳米管内气体的冲击力，从而提高气体加热均匀度，同时通过分流孔的倾斜设计，可进一步提高碳纳米管内气体流速，进一步提高气体加热均匀度。
3.本发明所述的一种镍纳米颗粒功能化碳纳米管，通过气体的流动带动涡轮转动，从而带动反应盒转动，通过反应盒的转动可使气体充分接触氢氧化亚铁和活性炭，提高氢氧化亚铁和活性炭的利用效率，同时提高气体的净化效率，节约资源消耗。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的主视图；
图2是本发明电磁线圈安装结构示意图；
图3是本发明卡接结构的剖视图；
图4是本发明反应器的剖视图；
图5是图3中A处局部放大图；
图6是图3中B处局部放大图；
图中：碳纳米管1、电磁线圈2、单向通道阀3、卡接机构4、卡环401、外环402、钢珠403、挤压弹簧404、反应器5、活性碳颗粒6、氢氧化亚铁颗粒7、接口8、真空泵9、连接管10、外卡槽11、内卡槽12、橡胶环13、卡杆14、第一隔板15、空腔16、滑块17、导流槽18、分流槽19、分流孔20、导流块21、飘带22、反应盒23、涡轮24、第二隔板25、第三隔板26。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图6所示，本发明所述的一种镍纳米颗粒功能化碳纳米管，包括碳纳米管1，所述碳纳米管1的两端均设置有单向通道阀3，且单向通道阀3的一侧焊接有接口8，所述碳纳米管1的一侧设置有真空泵9，且碳纳米管1的一端通过接口8、卡接机构4和连接管10与真空泵9连通，碳纳米管1的另一端于接口8处通过卡接机构4卡接有反应器5，反应器5远离碳纳米管1的一端焊接有接口8，用于外接含有卡接机构4的管路；所述碳纳米管1的外侧设置有电磁线圈2；所述卡接机构4包括卡环401，所述卡环401表面开设有滑动槽，且卡环401的外侧套设有外环402，且外环402的一端通过挤压弹簧404与卡环401弹性连接；所述卡环401的内部开设有活动槽，且活动槽的内部嵌设有钢珠403，所述活动槽的边缘直径小于钢珠403的直径，所述外环402的内部开设有外卡槽11；所述接口8的中间位置处开设有内卡槽12，且内卡槽12和外卡槽11均与钢珠403配合使用；所述内卡槽12内壁固连有橡胶环13；所述橡胶环13外表面固连有均匀布置的卡杆14；所述卡杆14接触钢珠403表面设置；所述钢珠403表面开设有均匀布置的凹槽；所述外卡槽11内壁转动连接有均匀布置的滚珠；工作时，通过将电磁线圈2通电，并改变通过电磁线圈2的电流，以此在电磁线圈2的周围产生涡流，进而对碳纳米管1的内部进行加热处理，在温度达到合适时，经过一段时间后，将真空泵9一端连通的连接管10通过卡接机构4与接口8进行对接，在卡接机构4向接口8进行推进时，钢珠403卡接在接口8的内卡槽12中，并通过卡杆14与凹槽的配合，提高钢珠403的固定效果，外部的外环402对钢珠403的一侧进行推挤，由于挤压弹簧404对外环402进行推挤，使得钢珠403对接口8的位置进行限定，在完成对碳纳米管1的内部抽真空后，需要进行更换分子真空泵9，此时，将外环402向左进行推动，外环402的外卡槽11的位置与钢珠403对应后，钢珠403可以自由活动之外环402的一侧，进而失去对于接口8的卡接作用，进而可以将卡接机构4抽出，进行更换，操作便捷。
作为本发明的一种实施方式，所述橡胶环13内开设有空腔16；与接口8固定焊接的管道内开设有挤压腔；所述挤压腔内滑动连接有均匀布置且T形设计的滑块17；所述滑块17靠近管道中心位置的一端延伸入管道内设计，且滑块17表面开设有导流槽18；所述管道和碳纳米管1内均开设有分流槽19；所述分流槽19彼此连通，且分流槽19通过均匀布置的分流孔20连通管道和碳纳米管1的内空间；所述滑块17在外环402和卡环401通过钢珠403配合卡紧过程中相对移动，实现导流槽18连通分流槽19和滑块17处管道内空间；工作时，钢珠403卡接在接口8的内卡槽12中挤压橡胶环13内空腔16，从而使空腔16内气体进入挤压腔内，并推动滑块17相对滑动，使导流槽18与分流槽19连通，从而使部分气体通过导流槽18流入分流槽19内，并通过分流孔20喷出，从而使碳纳米管1周圈的气体在分流孔20喷气产生推力的作用下向碳纳米管1中部汇集，从而搅动碳纳米管1内气体，从而提高电磁线圈2对碳纳米管1内气体加热的均匀度。
作为本发明的一种实施方式，所述滑块17相对一端均固连有导流块21；所述导流块21向气流流动的反方向倾斜设计；所述分流孔20向气流流动的方向倾斜设计；工作时，通过导流块21的倾斜设计，可加大进入分流槽19内气体的量，从而提高分流孔20喷出的气体流速，提高对碳纳米管1内气体的冲击力，从而提高气体加热均匀度，同时通过分流孔20的倾斜设计，可进一步提高碳纳米管1内气体流速，进一步提高气体加热均匀度。
作为本发明的一种实施方式，所述分流孔20内固连有飘带22；所述飘带22波浪形设计，且飘带22表面固连有均匀布置的弹簧，实现初始状态下弹簧收缩后飘带22折叠于分流孔20内；工作时，气体通过分流孔20时，推动飘带22于分流孔20伸出，从而通过飘带22在气体流动过程中的摆动，进一步搅动碳纳米管1内气体，进一步提高气体加热的均匀度，且在碳纳米管1没有气体流动时，飘带22在弹簧作用下弯曲并收缩进分流孔20中，且分流孔20气体流速提高的状态下可提高飘带22的摆动幅度和频率，进一步提高对气体的搅动程度，提高气体加热均匀度。
作为本发明的一种实施方式，所述反应器5内转动连接有反应盒23；所述反应盒23外表面通过滚珠接触反应器5的内壁；所述反应盒23内壁远离碳纳米管1的一侧固连有第一隔板15；所述第一隔板15远离碳纳米管1的一侧表面固连有涡轮24；所述第一隔板15表面开设有均匀布置的第一通孔；所述反应盒23内固连有第二隔板25和第三隔板26；所述第三隔板26位于第二隔板25远离第一隔板15一侧；所述第一隔板15和第二隔板25表面开设有均匀布置的第二通孔；所述第一隔板15和第二隔板25之间的反应盒23内空间填充氢氧化亚铁颗粒7；所述第二隔板25和第三隔板26之间的反应盒23内空间填充有活性碳颗粒6；工作时，在完成内部的抽真空操作后，将顶部的接口8与反应器5的卡接机构4的一端进行卡接，外部的氢气在经过反应器5的内部时，氧气与氢氧化亚铁7进行反应，生成氢氧化铁，进而对其中混杂的氧气进行除杂，并且活性碳6中对氢气中的水分进行吸收，保证氢气的浓度，同时气体的流动带动涡轮24转动，从而带动反应盒23转动，通过反应盒23的转动可使气体充分接触氢氧化亚铁7和活性炭6，提高氢氧化亚铁7和活性炭6的利用效率，同时提高气体的净化效率，节约资源消耗，且反应盒23转动过程中，使气流进入碳纳米管1后转动，从而配合分流孔20，提高气体的搅动程度，进一步提高气体受热均匀度，在多次使用反应器5后，需对其进行更换，采用上述相同的方法对反应器5进行去除，再对底部的连接管10去除，即可以完成对于碳纳米管1的便捷运输。
作为本发明的一种实施方式，所述碳纳米管1呈S形设置，并且碳纳米管1上包设有多个电磁线圈2，所述多个电磁线圈2呈线性阵列；工作时，通过碳纳米管1呈S形设置，碳纳米管1的S形结构增大了碳纳米管1与电磁线圈2的接触面积，从而提高氢气的加热时间，提高加热程度的同时提高空间利用率。
具体工作流程如下：
工作时，通过将电磁线圈2通电，并改变通过电磁线圈2的电流，以此在电磁线圈2的周围产生涡流，进而对碳纳米管1的内部进行加热处理，在温度达到合适时，经过一段时间后，将真空泵9一端连通的连接管10通过卡接机构4与接口8进行对接，在卡接机构4向接口8进行推进时，钢珠403卡接在接口8的内卡槽12中，并通过卡杆14与凹槽的配合，提高钢珠403的固定效果，外部的外环402对钢珠403的一侧进行推挤，由于挤压弹簧404对外环402进行推挤，使得钢珠403对接口8的位置进行限定，在完成对碳纳米管1的内部抽真空后，需要进行更换分子真空泵9，此时，将外环402向左进行推动，外环402的外卡槽11的位置与钢珠403对应后，钢珠403可以自由活动之外环402的一侧，进而失去对于接口8的卡接作用，进而可以将卡接机构4抽出；
钢珠403卡接在接口8的内卡槽12中挤压橡胶环13内空腔16，从而使空腔16内气体进入挤压腔内，并推动滑块17相对滑动，使导流槽18与分流槽19连通，从而使部分气体通过导流槽18流入分流槽19内，并通过分流孔20喷出，从而使碳纳米管1周圈的气体在分流孔20喷气产生推力的作用下向碳纳米管1中部汇集，从而搅动碳纳米管1内气体，气体通过分流孔20时，推动飘带22于分流孔20伸出，从而通过飘带22在气体流动过程中的摆动，进一步搅动碳纳米管1内气体，且在碳纳米管1没有气体流动时，飘带22在弹簧作用下弯曲并收缩进分流孔20中，且分流孔20气体流速提高的状态下可提高飘带22的摆动幅度和频率，在完成内部的抽真空操作后，将顶部的接口8与反应器5的卡接机构4的一端进行卡接，外部的氢气在经过反应器5的内部时，氧气与氢氧化亚铁7进行反应，生成氢氧化铁，进而对其中混杂的氧气进行除杂，并且活性碳6中对氢气中的水分进行吸收，保证氢气的浓度，同时气体的流动带动涡轮24转动，从而带动反应盒23转动，通过反应盒23的转动可使气体充分接触氢氧化亚铁7和活性炭6，在多次使用反应器5后，需对其进行更换，采用上述相同的方法对反应器5进行去除，再对底部的连接管10去除，即可以完成对于碳纳米管1的便捷运输。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种镍纳米颗粒功能化碳纳米管，包括碳纳米管(1)，其特征在于：所述碳纳米管(1)的两端均设置有单向通道阀(3)，且单向通道阀(3)的一侧焊接有接口(8)，所述碳纳米管(1)的一侧设置有真空泵(9)，且碳纳米管(1)的一端通过接口(8)、卡接机构(4)和连接管(10)与真空泵(9)连通，碳纳米管(1)的另一端于接口(8)处通过卡接机构(4)卡接有反应器(5)，反应器(5)远离碳纳米管(1)的一端焊接有接口(8)，用于外接含有卡接机构(4)的管路；所述碳纳米管(1)的外侧设置有电磁线圈(2)；所述卡接机构(4)包括卡环(401)，所述卡环(401)表面开设有滑动槽，且卡环(401)的外侧套设有外环(402)，且外环(402)的一端通过挤压弹簧(404)与卡环(401)弹性连接；所述卡环(401)的内部开设有活动槽，且活动槽的内部嵌设有钢珠(403)，所述活动槽的边缘直径小于钢珠(403)的直径，所述外环(402)的内部开设有外卡槽(11)；所述接口(8)的中间位置处开设有内卡槽(12)，且内卡槽(12)和外卡槽(11)均与钢珠(403)配合使用；所述内卡槽(12)内壁固连有橡胶环(13)；所述橡胶环(13)外表面固连有均匀布置的卡杆(14)；所述卡杆(14)接触钢珠(403)表面设置；所述钢珠(403)表面开设有均匀布置的凹槽；所述外卡槽(11)内壁转动连接有均匀布置的滚珠；
所述橡胶环(13)内开设有空腔(16)；与接口(8)固定焊接的管道内开设有挤压腔；所述挤压腔内滑动连接有均匀布置且T形设计的滑块(17)；所述滑块(17)靠近管道中心位置的一端延伸入管道内设计，且滑块(17)表面开设有导流槽(18)；所述管道和碳纳米管(1)内均开设有分流槽(19)；所述分流槽(19)彼此连通，且分流槽(19)通过均匀布置的分流孔(20)连通管道和碳纳米管(1)的内空间；所述滑块(17)在外环(402)和卡环(401)通过钢珠(403)配合卡紧过程中相对移动，实现导流槽(18)连通分流槽(19)和滑块(17)处管道内空间。
2.根据权利要求1所述的一种镍纳米颗粒功能化碳纳米管，其特征在于：所述滑块(17)相对一端均固连有导流块(21)；所述导流块(21)向气流流动的反方向倾斜设计；所述分流孔(20)向气流流动的方向倾斜设计。
3.根据权利要求2所述的一种镍纳米颗粒功能化碳纳米管，其特征在于：所述分流孔(20)内固连有飘带(22)；所述飘带(22)波浪形设计，且飘带(22)表面固连有均匀布置的弹簧，实现初始状态下弹簧收缩后飘带(22)折叠于分流孔(20)内。
4.根据权利要求1所述的一种镍纳米颗粒功能化碳纳米管，其特征在于：所述反应器(5)内转动连接有反应盒(23)；所述反应盒(23)外表面通过滚珠接触反应器(5)的内壁；所述反应盒(23)内壁远离碳纳米管(1)的一侧固连有第一隔板(15)；所述第一隔板(15)远离碳纳米管(1)的一侧表面固连有涡轮(24)；所述第一隔板(15)表面开设有均匀布置的第一通孔；所述反应盒(23)内固连有第二隔板(25)和第三隔板(26)；所述第三隔板(26)位于第二隔板(25)远离第一隔板(15)一侧；所述第一隔板(15)和第二隔板(25)表面开设有均匀布置的第二通孔；所述第一隔板(15)和第二隔板(25)之间的反应盒(23)内空间填充氢氧化亚铁颗粒(7)；所述第二隔板(25)和第三隔板(26)之间的反应盒(23)内空间填充有活性碳颗粒(6)。
5.根据权利要求1所述的一种镍纳米颗粒功能化碳纳米管，其特征在于，所述碳纳米管(1)呈S形设置，并且碳纳米管(1)上包设有多个电磁线圈(2)，所述多个电磁线圈(2)呈线性阵列。
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