JP7178494B2 - Method for producing carbon nanotubes - Google Patents
Method for producing carbon nanotubes Download PDFInfo
- Publication number
- JP7178494B2 JP7178494B2 JP2021529513A JP2021529513A JP7178494B2 JP 7178494 B2 JP7178494 B2 JP 7178494B2 JP 2021529513 A JP2021529513 A JP 2021529513A JP 2021529513 A JP2021529513 A JP 2021529513A JP 7178494 B2 JP7178494 B2 JP 7178494B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- chamber
- chemical vapor
- vapor deposition
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/15—Nano-sized carbon materials
- C01B32/158—Carbon nanotubes
- C01B32/16—Preparation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/15—Nano-sized carbon materials
- C01B32/158—Carbon nanotubes
- C01B32/16—Preparation
- C01B32/162—Preparation characterised by catalysts
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
本発明は新材料技術分野に属し、ナノカーボン材料に関し、特にカーボンナノチューブの製造方法に関する。 The present invention belongs to the field of new material technology, relates to nano carbon materials, and more particularly to a method for producing carbon nanotubes.
カーボンナノチューブはｓｐ２ハイブリッド炭素-炭素共有結合から構成される管状ナノ材料であり、軽量、高強度、高熱伝導率、大表面積、構造安定などの利点を有する。その誕生以来、常時人々の注目を受け、ナノ材料の科学技術のホットスポットをリードし、構造複合材料、エネルギー、触媒及び機能部品の領域に広い応用の可能性がある。 Carbon nanotubes are tubular nanomaterials composed of sp2 hybrid carbon - carbon covalent bonds, and have advantages such as light weight, high strength, high thermal conductivity, large surface area, and structural stability. Since its birth, it has always attracted people's attention, leading the science and technology hotspot of nanomaterials, and has wide application potential in the fields of structural composite materials, energy, catalysts and functional components.
現在、カーボンナノチューブの製造方法は主に以下の通りである。化学気相堆積法（chemical vapor deposition）、アークアブレーション法（arc ablation）、レーザー法、プラズマ法などである。化学気相堆積法は比較的成熟した工程経路であり、すでに産業に応用されている。しかし、化学気相堆積法は固有の反応温度が低いため、カーボンナノチューブの結晶程度が低いという欠点があり、化学気相堆積法で製造されたカーボンナノチューブは欠陥含有量が高い。特に、細い管径カーボンナノチューブ及び単層カーボンナノチューブを製造するとき、表面欠陥が高く、その導電性が極めて制限され、高温方法で製造されたカーボンナノチューブと比較できない。伝統的な化学気相堆積法は反応温度が低いため、炭素-炭素が再構築過程において化学結合ポテンシャル障壁をうまく乗り越えられず、大量の非完備なｓｐ２構造を形成し、カーボンナノチューブの内部欠陥を招き、電子伝達を厳重に阻害し、その導電性を低下させる。そのため、触媒剤活性を高める又は反応温度を上げることは細い管径カーボンナノチューブを製造する重要な要素である。 At present, the production methods of carbon nanotubes are mainly as follows. chemical vapor deposition, arc ablation, laser, plasma, and the like. Chemical vapor deposition is a relatively mature process route and has already been applied in industry. However, the chemical vapor deposition method has the disadvantage that the crystalline degree of the carbon nanotubes is low due to its inherently low reaction temperature, and the carbon nanotubes produced by the chemical vapor deposition method have a high content of defects. In particular, when producing small-diameter carbon nanotubes and single-walled carbon nanotubes, the surface defects are high and their conductivity is extremely limited, which cannot be compared with carbon nanotubes produced by high-temperature methods. Due to the low reaction temperature of the traditional chemical vapor deposition method, the carbon-carbon cannot successfully overcome the chemical bonding potential barrier during the restructuring process, forming a large amount of incomplete sp2 structures and causing internal defects in carbon nanotubes. , severely inhibits electron transfer and reduces its conductivity. Therefore, increasing the catalytic agent activity or raising the reaction temperature is an important factor in producing thin-diameter carbon nanotubes.
中国発明特許ＣＮ２００７１００９８４７８．２は、カーボンナノチューブを連続的に生産する方法と装置とを公開している。ここでは、多段逆流反応器を採用し、流動床化学気相堆積技術を利用してカーボンナノチューブの連続的な製造を実現している。中国発明特許２０１０１０２３４３２２．４は、直径制御可能な単層カーボンナノチューブの製造方法を公開している。ここでは、高温アークアブレーション法を採用してカーボン電極にカーボン粉末と金属触媒剤とを充填し、アークにより直接アブレーションしてカーボンナノチューブを製造している。中国発明特許２０１１１０３１５４５２．５は、カーボンナノチューブの製造方法を公開している。ここでは、金属塩溶液をモリブデン或いはジルコニウム基板にロードさせ、直流プラズマ噴射化学気相堆積設備室内の堆積台に置き、直流アークは高温プラズマを形成し、金属塩を分解還元後Ｎｉ／ＭｇＯ触媒剤を生成し、その後、炭化水素ガスを導入し、高温熱分解によりカーボンナノチューブを形成する。しかし、触媒剤粒子のサイズと活性との制御可能な製造を実現し、それによって細い管径のカーボンナノチューブ乃至単層カーボンナノチューブを製造することは、依然として挑戦的な仕事である。 Chinese invention patent CN200710098478.2 discloses a method and apparatus for continuous production of carbon nanotubes. Here, a multi-stage countercurrent reactor is adopted to realize the continuous production of carbon nanotubes using fluidized bed chemical vapor deposition technology. Chinese invention patent 201010234322.4 discloses a method for producing single-walled carbon nanotubes with controllable diameter. Here, a high-temperature arc ablation method is employed to fill a carbon electrode with carbon powder and a metal catalyst agent, which is directly ablated by an arc to produce carbon nanotubes. Chinese invention patent 201110315452.5 discloses a method for producing carbon nanotubes. Here, a metal salt solution is loaded onto a molybdenum or zirconium substrate, placed on a deposition table in a DC plasma injection chemical vapor deposition equipment room, a DC arc forms a high temperature plasma, and the metal salt is decomposed and reduced to Ni/MgO catalyst. After that, a hydrocarbon gas is introduced to form carbon nanotubes by high temperature pyrolysis. However, achieving controllable production of catalyst particle size and activity, thereby producing small diameter carbon nanotubes to single-walled carbon nanotubes, remains a challenging task.
本発明の主な目的は、従来技術における欠点を克服するためのカーボンナノチューブの製造方法を提供することである。 A main object of the present invention is to provide a method for producing carbon nanotubes to overcome the drawbacks in the prior art.
前述の発明の目的を達成するために、本発明は、以下の技術的解決手段を採用する。カーボンナノチューブの製造装置であって、前記カーボンナノチューブの製造装置は触媒剤蒸発室、化学気相堆積室及び気固分離室を含み、この装置は触媒剤蒸発室が管路を介して化学気相堆積室と密封接続され、高温物理蒸発と化学気相堆積との併用を実現し、化学気相堆積室には直接接続された通路を通じて触媒剤を入れることができ、同時にガス流路システムがキャリアガスと炭素源ガスとをそれぞれ触媒剤蒸発室と化学気相堆積室とに導入し、触媒剤と高温熱分解した有機炭素源とを反応させ、カーボンナノチューブを生成し、さらに気固分離室を介して分離収集する。 To achieve the aforementioned objects of the invention, the present invention adopts the following technical solutions. An apparatus for producing carbon nanotubes, wherein the apparatus for producing carbon nanotubes includes a catalyst evaporation chamber, a chemical vapor deposition chamber and a gas-solid separation chamber, wherein the catalyst evaporation chamber is connected to the chemical vapor phase through a conduit. It is hermetically connected with the deposition chamber, realizing the combined use of high-temperature physical vaporization and chemical vapor deposition. A gas and a carbon source gas are respectively introduced into the catalytic agent evaporation chamber and the chemical vapor deposition chamber, the catalytic agent and the organic carbon source thermally decomposed at high temperature are reacted to produce carbon nanotubes, and the gas-solid separation chamber is further opened. Separate and collect via
さらに、前記カーボンナノチューブの製造装置の構造は以下の通りである。前記触媒剤蒸発室、化学気相堆積室及び気固分離室は左から右へ順に密閉して接続する。 Further, the structure of the carbon nanotube manufacturing apparatus is as follows. The catalyst evaporation chamber, the chemical vapor deposition chamber and the gas-solid separation chamber are hermetically connected in order from left to right.
前記触媒剤蒸発室と化学気相堆積室との接続部には有機炭素源混合気の入口が設けられている。前記触媒剤蒸発室の他端にはキャリアガスの入口と高温蒸発スプレーガンとが設けられている。 An inlet for an organic carbon source mixture is provided at the connecting portion between the catalyst evaporation chamber and the chemical vapor deposition chamber. The other end of the catalyst evaporation chamber is provided with a carrier gas inlet and a high temperature evaporation spray gun.
真空システムは前記気固分離室と接続されている。前記ガス流路システムはそれぞれ前記有機炭素源混合気入口と前記キャリアガス入口と接続されている。前記化学気相堆積室の側壁には冷却システムが配置され、電源システムは電源を供給する。 A vacuum system is connected to the gas-solid separation chamber. The gas passage systems are respectively connected with the organic carbon source mixture inlet and the carrier gas inlet. A cooling system is disposed on the side wall of the chemical vapor deposition chamber, and a power system supplies power.
さらに、前記触媒剤蒸発室は高温物理蒸発方式である。前記高温物理蒸発方式は高温アーク、高温無線周波数プラズマ又は高温マイクロ波プラズマである。前記触媒剤蒸発室は内ライニング高温断熱層の二層水冷ステンレス鋼殻体であり、内ライニング高温保温層は多孔質セラミック、セラミックファイバーフェルト、黒鉛又は黒鉛フェルトである。 Further, the catalyst evaporation chamber is of high temperature physical evaporation type. Said high temperature physical vaporization method is high temperature arc, high temperature radio frequency plasma or high temperature microwave plasma. The catalytic agent evaporation chamber is a two-layer water-cooled stainless steel shell with an inner lining high-temperature insulation layer, and the inner lining high-temperature insulation layer is porous ceramic, ceramic fiber felt, graphite or graphite felt.
さらに、前記化学気相堆積室は石英管式炉である。 Further, the chemical vapor deposition chamber is a quartz tube furnace.
さらに、前記気固分離室の分離方式は以下の通りである。遠心分離、サイクロン分離及び濾過分離方式のいずれかである。 Furthermore, the separation method of the gas-solid separation chamber is as follows. Either centrifugal separation, cyclone separation or filtration separation method.
本発明の別の目的は、上述のカーボンナノチューブの製造装置を用いてカーボンナノチューブを製造する方法を提供することであり、具体的には以下の工程を含む。 Another object of the present invention is to provide a method for producing carbon nanotubes using the apparatus for producing carbon nanotubes described above, specifically including the following steps.
Ｓ１）触媒剤を触媒剤蒸発室内に置き、真空システムを起動して触媒剤蒸発室内の空気を排出した後、ガス流路システムを起動及び切り替えて不活性キャリアガスを導入する。 S1) Place the catalytic agent in the catalytic agent evaporation chamber, activate the vacuum system to exhaust the air in the catalytic agent evaporation chamber, and then activate and switch the gas passage system to introduce the inert carrier gas.
Ｓ２）化学気相堆積室を稼動して加熱昇温し、温度を指定の温度まで上げる。 S2) Operate the chemical vapor deposition chamber to heat and raise the temperature to a specified temperature.
Ｓ３）しかる後、高温蒸発スプレーガンをオンにして触媒剤蒸発室内の触媒剤を蒸発させ、管路接続を介してキャリアガスと共に化学気相堆積室に入れる。 S3) After that, turn on the high temperature evaporation spray gun to evaporate the catalytic agent in the catalytic agent evaporation chamber and enter the chemical vapor deposition chamber together with the carrier gas through the line connection.
Ｓ４）続いて、化学気相堆積室に有機炭素源ガス混合ガスを導入し、生成した生成物を接続された管路を介してキャリアガスと共に気固分離室に入れ、分離後に最終生成物を得る。 S4) Subsequently, the organic carbon source gas mixed gas is introduced into the chemical vapor deposition chamber, the produced product is put into the gas-solid separation chamber together with the carrier gas through the connected pipe, and the final product is separated after separation. obtain.
さらに、前記Ｓ１）において触媒剤は金属触媒剤であり、前記金属触媒剤は鉄、コバルト及びニッケルのいずれか１つ又は複数を含む。前記キャリアガスは窒素、アルゴン及びヘリウムのいずれかである。 Further, in S1) above, the catalytic agent is a metallic catalytic agent, and the metallic catalytic agent contains any one or more of iron, cobalt and nickel. Said carrier gas is one of nitrogen, argon and helium.
さらに、前記Ｓ２）における温度は５００～１５００℃である。 Furthermore, the temperature in S2) is 500 to 1500°C.
さらに、前記Ｓ３）における高温蒸発スプレーガンは、最高温度が２０００℃を超え、パワーが１０ｋＷを超える。 Furthermore, the high temperature evaporation spray gun in S3) above has a maximum temperature of over 2000°C and a power of over 10 kW.
さらに、前記Ｓ４）において有機炭素源ガス混合ガスは、有機炭素源ガス、不活性キャリアガス及び水素を含む。ここで、前記有機炭素源ガスの体積が５～８０％、水素の体積が０．１～１０％であり、残りは不活性キャリアガスである。 Furthermore, in S4), the organic carbon source gas mixed gas contains an organic carbon source gas, an inert carrier gas and hydrogen. Here, the volume of the organic carbon source gas is 5-80%, the volume of hydrogen is 0.1-10%, and the rest is an inert carrier gas.
さらに、前記有機炭素源ガスは、メタン、エタン、エチレン、エタノール、メタノールのうちの１つ又は複数である。 Further, the organic carbon source gas is one or more of methane, ethane, ethylene, ethanol, methanol.
従来技術と比較して、本発明の利点は以下の通りである。 Compared with the prior art, the advantages of the present invention are as follows.
(1)高温物理蒸発技術と化学気相堆積との併用装置を用いて、触媒剤の調製とカーボンナノチューブの成長とを連続的に進行させ、効果的に触媒剤の活性を保証し、間欠的に触媒剤を調製することで酸化や凝集による触媒剤の失効を回避することは、後続する化学気相堆積の触媒効率の向上に有利である。 (1) Using a combined equipment of high-temperature physical vaporization technology and chemical vapor deposition, the preparation of the catalyst agent and the growth of carbon nanotubes are continuously progressed, effectively guaranteeing the activity of the catalyst agent, and intermittent Avoiding deactivation of the catalytic agent due to oxidation or agglomeration by preparing the catalytic agent immediately is advantageous for improving the catalytic efficiency of the subsequent chemical vapor deposition.
(2)高温物理蒸発技術を用いて触媒剤を調製し、金属を直接気体状に蒸発させ、微細寸法の触媒剤粒子を得ることができ、微細管径カーボンナノチューブ乃至単層カーボンナノチューブの有効な製造に有利である。 (2) High-temperature physical vaporization technology is used to prepare the catalyst, the metal is directly vaporized into a gaseous state, and fine-sized catalyst particles can be obtained. Advantageous for manufacturing.
(3)装置の全体は触媒剤調製、カーボンナノチューブ製造及び分離収集機能を一体化し、連続化製造が可能であり、生産効率が高く、技術が簡便であるなどの特徴がある。 (3) The entire apparatus integrates the functions of catalyst agent preparation, carbon nanotube production, and separation/collection, enabling continuous production, high production efficiency, and simple technology.
１ 触媒剤蒸発室、２ キャリアガスの入口、３ 高温蒸発スプレーガン、４ 触媒剤、５ 有機炭素源混合気の入口、６ 化学気相堆積室、７ 気固分離室
1 catalytic
次に、図面および実施例と合わせて本発明の技術的解決手段についてさらに説明する。 Next, the technical solution of the present invention will be further described in conjunction with the drawings and examples.
図１に示すように、本発明は、カーボンナノチューブの製造装置であって、前記カーボンナノチューブの製造装置は触媒剤蒸発室、化学気相堆積室及び気固分離室を含み、この装置は触媒剤蒸発室が管路を介して化学気相堆積室と密封接続され、高温物理蒸発と化学気相堆積との併用を実現し、化学気相堆積室には直接接続された通路を通じて触媒剤を入れることができ、同時にガス流路システムがキャリアガスと炭素源ガスとをそれぞれ触媒剤蒸発室と化学気相堆積室とに導入し、触媒剤と高温熱分解した有機炭素源とを反応させ、カーボンナノチューブを生成し、さらに気固分離室を介して分離収集する。 As shown in FIG. 1, the present invention is an apparatus for producing carbon nanotubes, the apparatus for producing carbon nanotubes includes a catalyst evaporation chamber, a chemical vapor deposition chamber and a gas-solid separation chamber. The evaporation chamber is hermetically connected with the chemical vapor deposition chamber through a pipe to realize the combined use of high temperature physical evaporation and chemical vapor deposition, and the chemical vapor deposition chamber is filled with a catalyst agent through a directly connected passage. At the same time, the gas passage system introduces the carrier gas and the carbon source gas into the catalytic agent evaporation chamber and the chemical vapor deposition chamber, respectively, to react the catalytic agent with the high-temperature pyrolyzed organic carbon source to produce carbon Nanotubes are produced and then separated and collected through a gas-solid separation chamber.
さらに、前記カーボンナノチューブの製造装置の構造は以下の通りである。前記触媒剤蒸発室、化学気相堆積室及び気固分離室は左から右へ順に密閉して接続されている。 Further, the structure of the carbon nanotube manufacturing apparatus is as follows. The catalyst evaporation chamber, the chemical vapor deposition chamber and the gas-solid separation chamber are hermetically connected in order from left to right.
前記触媒剤蒸発室と化学気相堆積室との接続部には有機炭素源混合気の入口が設けられている。前記触媒剤蒸発室の他端にはキャリアガスの入口と高温蒸発スプレーガンとが設けられている。 An inlet for an organic carbon source mixture is provided at the connecting portion between the catalyst evaporation chamber and the chemical vapor deposition chamber. The other end of the catalyst evaporation chamber is provided with a carrier gas inlet and a high temperature evaporation spray gun.
真空システムは前記気固分離室と接続されている。前記ガス流路システムはそれぞれ前記有機炭素源混合気の入口と前記キャリアガスの入口と接続されている。前記化学気相堆積室の側壁には冷却システムが配置され、電源システムは電源を供給する。 A vacuum system is connected to the gas-solid separation chamber. The gas channel system is respectively connected to the organic carbon source mixture inlet and the carrier gas inlet. A cooling system is disposed on the side wall of the chemical vapor deposition chamber, and a power system supplies power.
さらに、前記触媒剤蒸発室は高温物理蒸発方式である。前記高温物理蒸発方式は高温アーク、高温無線周波数プラズマ又は高温マイクロ波プラズマである。前記触媒剤蒸発室は内ライニング高温断熱層の二層水冷ステンレス鋼殻体であり、内ライニング高温保温層は多孔質セラミック、セラミックファイバーフェルト、黒鉛又は黒鉛フェルトである。 Further, the catalyst evaporation chamber is of high temperature physical evaporation type. Said high temperature physical vaporization method is high temperature arc, high temperature radio frequency plasma or high temperature microwave plasma. The catalytic agent evaporation chamber is a two-layer water-cooled stainless steel shell with an inner lining high-temperature insulation layer, and the inner lining high-temperature insulation layer is porous ceramic, ceramic fiber felt, graphite or graphite felt.
さらに、前記化学気相堆積室は石英管式炉である。 Further, the chemical vapor deposition chamber is a quartz tube furnace.
さらに、前記気固分離室の分離方式は以下の通りである。遠心分離、サイクロン分離及び濾過分離方式のいずれかである。 Furthermore, the separation method of the gas-solid separation chamber is as follows. Either centrifugal separation, cyclone separation or filtration separation method.
本発明の別の目的は、上述のカーボンナノチューブの製造装置を用いてカーボンナノチューブを製造する技術方法を提供することであり、具体的には以下の工程を含む。 Another object of the present invention is to provide a technical method for producing carbon nanotubes using the apparatus for producing carbon nanotubes described above, specifically including the following steps.
Ｓ１）触媒剤を触媒剤蒸発室内に置き、真空システムを起動して触媒剤蒸発室内の空気を排出した後、ガス流路システムを起動及び切り替えて不活性キャリアガスを導入する。 S1) Place the catalytic agent in the catalytic agent evaporation chamber, activate the vacuum system to exhaust the air in the catalytic agent evaporation chamber, and then activate and switch the gas passage system to introduce the inert carrier gas.
Ｓ２）化学気相堆積室を稼動して加熱昇温し、温度を指定の温度まで上げる。 S2) Operate the chemical vapor deposition chamber to heat and raise the temperature to a specified temperature.
Ｓ３）しかる後、高温蒸発スプレーガンをオンにして触媒剤蒸発室内の触媒剤を蒸発させ、管路接続を介してキャリアガスと共に化学気相堆積室に入れる。 S3) After that, turn on the high temperature evaporation spray gun to evaporate the catalytic agent in the catalytic agent evaporation chamber and enter the chemical vapor deposition chamber together with the carrier gas through the line connection.
Ｓ４）続いて、化学気相堆積室に有機炭素源ガス混合ガスを導入し、生成した生成物を接続された管路を介してキャリアガスと共に気固分離室に入れ、分離後に最終生成物を得る。 S4) Subsequently, the organic carbon source gas mixed gas is introduced into the chemical vapor deposition chamber, the produced product is put into the gas-solid separation chamber together with the carrier gas through the connected pipe, and the final product is separated after separation. obtain.
さらに、前記Ｓ１）において触媒剤は金属触媒剤であり、前記金属触媒剤は鉄、コバルト及びニッケルのいずれか１つ又は複数を含む。前記キャリアガスは窒素、アルゴン及びヘリウムのいずれかである。 Further, in S1), the catalytic agent is a metallic catalytic agent, and the metallic catalytic agent contains any one or more of iron, cobalt and nickel. Said carrier gas is one of nitrogen, argon and helium.
さらに、前記Ｓ２）における温度は５００～１５００℃である。 Furthermore, the temperature in S2) is 500 to 1500°C.
さらに、前記Ｓ３）における高温蒸発スプレーガンは、最高温度が２０００℃を超え、パワーが１０ｋＷを超える。 Furthermore, the high temperature evaporation spray gun in S3) above has a maximum temperature of over 2000°C and a power of over 10 kW.
さらに、前記Ｓ４）において有機炭素源ガス混合ガスは、有機炭素源ガス、不活性キャリアガス及び水素を含む。ここで、前記有機炭素源ガスの体積が５～８０％、水素の体積が０．１～１０％であり、残りは不活性キャリアガスである。 Further, in S4), the organic carbon source gas mixed gas contains an organic carbon source gas, an inert carrier gas and hydrogen. Here, the volume of the organic carbon source gas is 5-80%, the volume of hydrogen is 0.1-10%, and the rest is an inert carrier gas.
さらに、前記有機炭素源ガスは、メタン、エタン、エチレン、エタノール、メタノールのうちの１つ又は複数である。 Further, the organic carbon source gas is one or more of methane, ethane, ethylene, ethanol, methanol.
実施例１
カーボンナノチューブの製造装置は、触媒剤蒸発室、化学気相堆積室及び気固分離室を直列に接続したものである。ここで、触媒剤蒸発室は高温アーク装置であり、パワーが２０ｋＷで、外層は、内ライニング黒鉛高温断熱層の二層水冷ステンレス鋼殻体で構成されている。化学気相堆積室は石英管式炉から構成され、気固分離室はサイクロン分離装置である。鉄を金属触媒剤とし、まず触媒剤を触媒剤蒸発室内に置き、空気を排除して真空にした後、不活性キャリアガスであるヘリウムを導入する。同時に、化学気相堆積室を１２００℃まで昇温させ、その後にアーク装置をオンにして発生した高温アークは、鉄原子を気化した後、キャリアガスであるヘリウムによって管路を経て化学気相堆積室内に入る。化学気相堆積室の温度は１２００℃に制御させ、有機炭素源混合ガスはメタン（４５％）、ヘリウム（５０％）及び水素（５％）であり、有機炭素源混合ガスの入口から化学気相堆積室に注入される。炭素源は高温下で触媒剤により触媒熱分解され、カーボンナノチューブを成長させ、後端でサイクロン分離装置に接続されて気固分離を行い、連続的な製造収集を実現し、電子顕微鏡でスキャンされた形態（図２に示す）のカーボンナノチューブ生成物を得る。
Example 1
A carbon nanotube manufacturing apparatus has a catalyst evaporation chamber, a chemical vapor deposition chamber, and a gas-solid separation chamber connected in series. Here, the catalyst evaporation chamber is a high-temperature arc device with a power of 20 kW, and the outer layer is composed of a two-layer water-cooled stainless steel shell with an inner lining graphite high-temperature insulation layer. The chemical vapor deposition chamber consists of a quartz tube furnace, and the gas-solid separation chamber is a cyclone separator. Iron is used as a metal catalyst agent. First, the catalyst agent is placed in the catalyst evaporation chamber, the air is removed and the chamber is evacuated. At the same time, the temperature of the chemical vapor deposition chamber is raised to 1200° C., and then the arc device is turned on to generate a high-temperature arc, which vaporizes the iron atoms, and then passes through the pipeline with helium, which is the carrier gas, for chemical vapor deposition. Enter the room. The temperature of the chemical vapor deposition chamber is controlled at 1200° C., the organic carbon source mixed gas is methane (45%), helium (50%) and hydrogen (5%), and the chemical gas is discharged from the inlet of the organic carbon source mixed gas. injected into the phase deposition chamber. The carbon source is catalytically pyrolyzed by a catalytic agent under high temperature to grow carbon nanotubes, and is connected to a cyclone separator at the rear end for gas-solid separation to achieve continuous production collection, and is scanned by an electron microscope. A carbon nanotube product of the morphology (shown in FIG. 2) is obtained.
実施例２
カーボンナノチューブの製造装置は、触媒剤蒸発室、化学気相堆積室及び気固分離室を直列に接続したものである。ここで、触媒剤蒸発室は高温無線周波数プラズマであり、パワーが２５ｋＷで、外層は、内ライニング多孔質セラミック高温断熱層の二層水冷ステンレス鋼殻体で構成されている。化学気相堆積室は石英管式炉から構成され、気固分離室はサイクロン分離装置である。鉄を金属触媒剤とし、まず触媒剤を触媒剤蒸発室内に置き、空気を排除して真空にした後、不活性キャリアガスであるアルゴンを導入する。同時に、化学気相堆積室を１３００℃まで昇温させ、その後にアーク装置をオンにして発生した高温アークは、鉄原子を気化した後、キャリアガスであるアルゴンによって管路を経て化学気相堆積室内に入る。化学気相堆積室の温度は１３００℃に制御させ、有機炭素源混合ガスはエチレン（５％）、アルゴン（８５％）及び水素（１０％）であり、有機炭素源混合ガスの入口から化学気相堆積室に注入される。炭素源は高温下で触媒剤により触媒熱分解され、カーボンナノチューブを成長させ、後端でサイクロン分離装置に接続されて気固分離を行い、連続的な製造収集を実現し、電子顕微鏡でスキャンされた形態（図３に示す）のカーボンナノチューブ生成物を得る。
Example 2
A carbon nanotube manufacturing apparatus has a catalyst evaporation chamber, a chemical vapor deposition chamber, and a gas-solid separation chamber connected in series. Here, the catalytic agent evaporation chamber is a high temperature radio frequency plasma, the power is 25 kW, and the outer layer is composed of a two-layer water-cooled stainless steel shell with an inner lining porous ceramic high temperature insulation layer. The chemical vapor deposition chamber consists of a quartz tube furnace, and the gas-solid separation chamber is a cyclone separator. Iron is used as a metal catalyst agent. First, the catalyst agent is placed in the catalyst evaporation chamber, the air is removed and the chamber is evacuated. At the same time, the temperature of the chemical vapor deposition chamber is raised to 1300° C., and then the arc device is turned on to generate a high-temperature arc, which vaporizes the iron atoms and then passes through the conduit with argon, which is the carrier gas, to chemical vapor deposition. Enter the room. The temperature of the chemical vapor deposition chamber is controlled at 1300° C., the organic carbon source mixed gas is ethylene (5%), argon (85%) and hydrogen (10%), and the chemical vapor is introduced from the inlet of the organic carbon source mixed gas. injected into the phase deposition chamber. The carbon source is catalytically pyrolyzed by a catalytic agent under high temperature to grow carbon nanotubes, and is connected to a cyclone separator at the rear end for gas-solid separation to achieve continuous production collection, and is scanned by an electron microscope. A carbon nanotube product of the morphology (shown in FIG. 3) is obtained.
実施例３
カーボンナノチューブの製造装置は、触媒剤蒸発室、化学気相堆積室及び気固分離室を直列に接続したものである。ここで、触媒剤蒸発室は高温マイクロ波プラズマであり、パワーが２５ｋＷで、外層は、内ライニングセラミックファイバーフェルト高温断熱層の二層水冷ステンレス鋼殻体で構成されている。化学気相堆積室は石英管式炉から構成され、気固分離室はサイクロン分離装置である。鉄を金属触媒剤とし、まず触媒剤を触媒剤蒸発室内に置き、空気を排除して真空にした後、不活性キャリアガスであるヘリウムを導入する。同時に、化学気相堆積室を５００℃まで昇温させ、その後にアーク装置をオンにして発生した高温アークは、鉄原子を気化した後、キャリアガスであるヘリウムによって管路を経て化学気相堆積室内に入る。化学気相堆積室の温度は５００℃に制御させ、有機炭素源混合ガスはメタノール（８０％）、窒素（１５％）及び水素（５％）であり、有機炭素源混合ガスの入口から化学気相堆積室に注入される。炭素源は高温下で触媒剤により触媒熱分解され、カーボンナノチューブを成長させ、後端でサイクロン分離装置に接続されて気固分離を行い、連続的な製造収集を実現する。
Example 3
A carbon nanotube manufacturing apparatus has a catalyst evaporation chamber, a chemical vapor deposition chamber, and a gas-solid separation chamber connected in series. Here, the catalytic agent evaporation chamber is a high temperature microwave plasma with a power of 25 kW, and the outer layer is composed of a two-layer water-cooled stainless steel shell with an inner lining ceramic fiber felt high temperature insulation layer. The chemical vapor deposition chamber consists of a quartz tube furnace, and the gas-solid separation chamber is a cyclone separator. Iron is used as a metal catalyst agent. First, the catalyst agent is placed in the catalyst evaporation chamber, the air is removed and the chamber is evacuated. At the same time, the temperature of the chemical vapor deposition chamber is raised to 500° C., and then the arc device is turned on to generate a high-temperature arc, which vaporizes the iron atoms and then passes through the conduit with helium, which is the carrier gas, for chemical vapor deposition. Enter the room. The temperature of the chemical vapor deposition chamber was controlled at 500° C., and the organic carbon source mixed gas was methanol (80%), nitrogen (15%) and hydrogen (5%). injected into the phase deposition chamber. The carbon source is catalytically pyrolyzed by the catalytic agent at high temperature to grow carbon nanotubes, and the rear end is connected to the cyclone separator for gas-solid separation to realize continuous production and collection.
実施例４
カーボンナノチューブの製造装置は、触媒剤蒸発室、化学気相堆積室及び気固分離室を直列に接続したものである。ここで、触媒剤蒸発室は高温アーク装置であり、パワーが２０ｋＷで、外層は、内ライニング黒鉛高温断熱層の二層水冷ステンレス鋼殻体で構成されている。化学気相堆積室は石英管式炉から構成され、気固分離室はサイクロン分離装置である。鉄を金属触媒剤とし、まず触媒剤を触媒剤蒸発室内に置き、空気を排除して真空にした後、不活性キャリアガスであるヘリウムを導入する。同時に、化学気相堆積室を１５００℃まで昇温させ、その後にアーク装置をオンにして発生した高温アークは、鉄原子を気化した後、キャリアガスであるヘリウムによって管路を経て化学気相堆積室内に入る。化学気相堆積室の温度は１５００℃に制御させ、有機炭素源混合ガスはエタノール（４５％）、ヘリウム（５４．９％）及び水素（０．１％）であり、有機炭素源混合ガスの入口から化学気相堆積室に注入される。炭素源は高温下で触媒剤により触媒熱分解され、カーボンナノチューブを成長させ、後端でサイクロン分離装置に接続されて気固分離を行い、連続的な製造収集を実現する。
Example 4
A carbon nanotube manufacturing apparatus has a catalyst evaporation chamber, a chemical vapor deposition chamber, and a gas-solid separation chamber connected in series. Here, the catalyst evaporation chamber is a high-temperature arc device with a power of 20 kW, and the outer layer is composed of a two-layer water-cooled stainless steel shell with an inner lining graphite high-temperature insulation layer. The chemical vapor deposition chamber consists of a quartz tube furnace, and the gas-solid separation chamber is a cyclone separator. Iron is used as a metal catalyst agent. First, the catalyst agent is placed in the catalyst evaporation chamber, the air is removed and the chamber is evacuated. At the same time, the temperature of the chemical vapor deposition chamber is raised to 1500° C., and then the arc device is turned on to generate a high-temperature arc, which vaporizes the iron atoms, and then passes through the conduit with helium, which is the carrier gas, for chemical vapor deposition. Enter the room. The temperature of the chemical vapor deposition chamber was controlled at 1500° C., and the organic carbon source mixed gas was ethanol (45%), helium (54.9%) and hydrogen (0.1%). Injected into the chemical vapor deposition chamber through an inlet. The carbon source is catalytically pyrolyzed by the catalytic agent at high temperature to grow carbon nanotubes, and the rear end is connected to the cyclone separator for gas-solid separation to realize continuous production and collection.
実施例５
カーボンナノチューブの製造装置は、触媒剤蒸発室、化学気相堆積室及び気固分離室を直列に接続したものである。ここで、触媒剤蒸発室は高温アーク装置であり、パワーが２０ｋＷで、外層は、内ライニング黒鉛高温断熱層の二層水冷ステンレス鋼殻体で構成されている。化学気相堆積室は石英管式炉から構成され、気固分離室はサイクロン分離装置である。コバルトを金属触媒剤とし、まず触媒剤を触媒剤蒸発室内に置き、空気を排除して真空にした後、不活性キャリアガスであるヘリウムを導入する。同時に、化学気相堆積室を１２００℃まで昇温させ、その後にアーク装置をオンにして発生した高温アークは、コバルト原子を気化した後、キャリアガスであるヘリウムによって管路を経て化学気相堆積室内に入る。化学気相堆積室の温度は１２００℃に制御させ、有機炭素源混合ガスはエタン（４５％）、ヘリウム（４５％）及び水素（５％）であり、有機炭素源混合ガスの入口から化学気相堆積室に注入される。炭素源は高温下で触媒剤により触媒熱分解され、カーボンナノチューブを成長させ、後端で濾過装置に接続されて気固分離を行い、連続的な製造収集を実現する。
Example 5
A carbon nanotube manufacturing apparatus has a catalyst evaporation chamber, a chemical vapor deposition chamber, and a gas-solid separation chamber connected in series. Here, the catalyst evaporation chamber is a high-temperature arc device with a power of 20 kW, and the outer layer is composed of a two-layer water-cooled stainless steel shell with an inner lining graphite high-temperature insulation layer. The chemical vapor deposition chamber consists of a quartz tube furnace, and the gas-solid separation chamber is a cyclone separator. Cobalt is used as the metal catalyst agent. First, the catalyst agent is placed in the catalyst evaporation chamber, the air is removed and the chamber is evacuated. At the same time, the temperature of the chemical vapor deposition chamber is raised to 1200° C., and then the arc device is turned on to generate a high-temperature arc, which vaporizes the cobalt atoms and then passes through the conduit with helium, which is the carrier gas, to perform chemical vapor deposition. Enter the room. The temperature of the chemical vapor deposition chamber is controlled at 1200° C., the organic carbon source mixed gas is ethane (45%), helium (45%) and hydrogen (5%), and the chemical vapor is introduced from the inlet of the organic carbon source mixed gas. injected into the phase deposition chamber. The carbon source is catalytically pyrolyzed by the catalytic agent at high temperature to grow carbon nanotubes, and the rear end is connected to the filtering device for gas-solid separation to realize continuous production and collection.
実施例６
カーボンナノチューブの製造装置は、触媒剤蒸発室、化学気相堆積室及び気固分離室を直列に接続したものである。ここで、触媒剤蒸発室は高温アーク装置であり、パワーが５０ｋＷで、外層は、内ライニング黒鉛高温断熱層の二層水冷ステンレス鋼殻体で構成されている。化学気相堆積室は石英管式炉から構成され、気固分離室はサイクロン分離装置である。ニッケルを金属触媒剤とし、まず触媒剤を触媒剤蒸発室内に置き、空気を排除して真空にした後、不活性キャリアガスであるヘリウムを導入する。同時に、化学気相堆積室を１２００℃まで昇温させ、その後にアーク装置をオンにして発生した高温アークは、ニッケル原子を気化した後、キャリアガスであるヘリウムによって管路を経て化学気相堆積室内に入る。化学気相堆積室の温度は１２００℃に制御させ、有機炭素源混合ガスはメタン（４５％）、ヘリウム（４５％）及び水素（５％）であり、有機炭素源混合ガスの入口から化学気相堆積室に注入される。炭素源は高温下で触媒剤により触媒熱分解され、カーボンナノチューブを成長させ、後端でサイクロン分離装置に接続されて気固分離を行い、連続的な製造収集を実現する。
Example 6
A carbon nanotube manufacturing apparatus has a catalyst evaporation chamber, a chemical vapor deposition chamber, and a gas-solid separation chamber connected in series. Here, the catalyst evaporation chamber is a high-temperature arc device with a power of 50 kW, and the outer layer is composed of a two-layer water-cooled stainless steel shell with an inner lining graphite high-temperature insulation layer. The chemical vapor deposition chamber consists of a quartz tube furnace, and the gas-solid separation chamber is a cyclone separator. Nickel is used as the metal catalyst agent. First, the catalyst agent is placed in the catalyst evaporation chamber, the air is removed and the chamber is evacuated. At the same time, the temperature of the chemical vapor deposition chamber is raised to 1200° C., and then the arc device is turned on to generate a high-temperature arc, which vaporizes nickel atoms and then passes through a conduit using helium, which is a carrier gas, to perform chemical vapor deposition. Enter the room. The temperature of the chemical vapor deposition chamber is controlled at 1200° C., the organic carbon source mixed gas is methane (45%), helium (45%) and hydrogen (5%), and the chemical vapor is discharged from the inlet of the organic carbon source mixed gas. injected into the phase deposition chamber. The carbon source is catalytically pyrolyzed by the catalytic agent at high temperature to grow carbon nanotubes, and the rear end is connected to the cyclone separator for gas-solid separation to realize continuous production and collection.
実施例７
カーボンナノチューブの製造装置は、触媒剤蒸発室、化学気相堆積室及び気固分離室を直列に接続したものである。ここで、触媒剤蒸発室は高温アーク装置であり、パワーが５０ｋＷで、外層は、内ライニング黒鉛高温断熱層の二層水冷ステンレス鋼殻体で構成されている。化学気相堆積室は石英管式炉から構成され、気固分離室はサイクロン分離装置である。鉄を金属触媒剤とし、まず触媒剤を触媒剤蒸発室内に置き、空気を排除して真空にした後、不活性キャリアガスであるヘリウムを導入する。同時に、化学気相堆積室を１２００℃まで昇温させ、その後にアーク装置をオンにして発生した高温アークは、鉄原子を気化した後、キャリアガスであるヘリウムによって管路を経て化学気相堆積室内に入る。化学気相堆積室の温度は１２００℃に制御させ、有機炭素源混合ガスはメタン（４５％）、ヘリウム（４５％）及び水素（５％）であり、有機炭素源混合ガスの入口から化学気相堆積室に注入される。炭素源は高温下で触媒剤により触媒熱分解され、カーボンナノチューブを成長させ、後端でサイクロン分離装置に接続されて気固分離を行い、連続的な製造収集を実現する。
Example 7
A carbon nanotube manufacturing apparatus has a catalyst evaporation chamber, a chemical vapor deposition chamber, and a gas-solid separation chamber connected in series. Here, the catalyst evaporation chamber is a high-temperature arc device with a power of 50 kW, and the outer layer is composed of a two-layer water-cooled stainless steel shell with an inner lining graphite high-temperature insulation layer. The chemical vapor deposition chamber consists of a quartz tube furnace, and the gas-solid separation chamber is a cyclone separator. Iron is used as a metal catalyst agent. First, the catalyst agent is placed in the catalyst evaporation chamber, the air is removed and the chamber is evacuated. At the same time, the temperature of the chemical vapor deposition chamber is raised to 1200° C., and then the arc device is turned on to generate a high-temperature arc, which vaporizes the iron atoms, and then passes through the pipeline with helium, which is the carrier gas, for chemical vapor deposition. Enter the room. The temperature of the chemical vapor deposition chamber is controlled at 1200° C., the organic carbon source mixed gas is methane (45%), helium (45%) and hydrogen (5%), and the chemical vapor is discharged from the inlet of the organic carbon source mixed gas. injected into the phase deposition chamber. The carbon source is catalytically pyrolyzed by the catalytic agent at high temperature to grow carbon nanotubes, and the rear end is connected to the cyclone separator for gas-solid separation to realize continuous production and collection.
上述した本発明の実施例の番号は、説明のためのものであり、実施例の優劣を示すものではない。以上、本発明の実施例を図面と合わせて説明したが、本発明は、上述した具体的な実施形態に限定されるものではなく、上述の具体的な実施形態は単なる例示的なものであって限定的なものではなく、当業者は、本発明の趣旨および請求項によって保護される範囲から逸脱しない場合、本発明の啓示の下で多くの形態を作ることができ、これらはいずれも本発明の保護の範囲内である。The numbers of the embodiments of the present invention described above are for explanation and do not indicate the superiority or inferiority of the embodiments. Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings, the present invention is not limited to the above-described specific embodiments, and the above-described specific embodiments are merely exemplary. without departing from the spirit of the invention and the scope protected by the claims. within the protection scope of the invention.
Claims (6)
Ｓ１）触媒剤を前記触媒剤蒸発室内に置き、前記真空システムを起動して前記触媒剤蒸発室内の空気を排出した後、前記ガス流路システムを起動及び切り替えて前記不活性キャリアガスの入口から不活性キャリアガスを導入する工程と、
Ｓ２）前記化学気相堆積室を稼動して加熱昇温し、温度を所定温度まで上げる工程と、
Ｓ３）しかる後、前記高温蒸発スプレーガンをオンにして前記触媒剤蒸発室内の触媒剤を蒸発させ、前記第１管路を介して不活性キャリアガスと共に前記化学気相堆積室に入れる工程と、
Ｓ４）続いて、前記有機炭素源ガス混合ガスの入口から導入された前記有機炭素源ガス混合ガスを、稼動されて加熱昇温した前記化学気相堆積室内において触媒剤と反応させて触媒熱分解させ、カーボンナノチューブを生成し、生成した生成物を前記第２管路を介して前記不活性キャリアガスと共に前記気固分離室に入れ、分離後に最終生成物を得る工程とを含むカーボンナノチューブの製造方法。 a catalyst evaporation chamber, a chemical vapor deposition chamber, and a gas-solid separation chamber, wherein the catalyst evaporation chamber is hermetically connected to the chemical vapor deposition chamber through a first conduit; It is hermetically connected with the gas-solid separation chamber through two pipes to achieve both high-temperature physical vaporization and chemical vapor deposition, allowing the catalyst to be placed in the catalyst vaporization chamber and the catalyst to vaporize. The chamber is provided with an inert carrier gas inlet and a high-temperature evaporation spray gun, and an organic carbon source gas mixed gas inlet is provided at the connection between the catalyst evaporation chamber and the chemical vapor deposition chamber. A vacuum system is connected to the gas-solid separation chamber, and gas channel systems are connected to the inlet of the organic carbon source gas mixed gas and the inlet of the inert carrier gas, respectively. A method for producing carbon nanotubes using a production apparatus,
S1) After placing a catalytic agent in the catalytic agent evaporation chamber, activating the vacuum system to exhaust the air in the catalytic agent evaporation chamber, and then activating and switching the gas flow path system, the inert carrier gas is discharged from the inlet of the inert carrier gas. introducing an inert carrier gas;
S2) a step of operating the chemical vapor deposition chamber to heat and raise the temperature to a predetermined temperature;
S3) thereafter turning on the high temperature evaporation spray gun to evaporate the catalytic agent in the catalytic agent evaporation chamber and enter the chemical vapor deposition chamber with an inert carrier gas through the first conduit;
S4) Subsequently, the organic carbon source gas mixed gas introduced from the inlet of the organic carbon source gas mixed gas is reacted with a catalytic agent in the chemical vapor deposition chamber which is operated and heated to cause catalytic pyrolysis. producing carbon nanotubes, introducing the produced product into the gas-solid separation chamber together with the inert carrier gas through the second conduit, and obtaining the final product after separation. Method.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910533219.0A CN110217777B (en) | 2019-06-19 | 2019-06-19 | Carbon nano tube preparation device and method |
| CN201910533219.0 | 2019-06-19 | ||
| PCT/CN2019/120827 WO2020253104A1 (en) | 2019-06-19 | 2019-11-26 | Carbon nano tube preparation device and method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2021533076A JP2021533076A (en) | 2021-12-02 |
| JP7178494B2 true JP7178494B2 (en) | 2022-11-25 |
Family
ID=67813962
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021529513A Active JP7178494B2 (en) | 2019-06-19 | 2019-11-26 | Method for producing carbon nanotubes |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7178494B2 (en) |
| KR (1) | KR102535679B1 (en) |
| CN (1) | CN110217777B (en) |
| WO (1) | WO2020253104A1 (en) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110217777B (en) * | 2019-06-19 | 2023-05-09 | 江西铜业技术研究院有限公司 | Carbon nano tube preparation device and method |
| CN110589805B (en) * | 2019-10-30 | 2021-02-19 | 山东大展纳米材料有限公司 | Device and method for preparing carbon aerogel through CVD after carbon nanotubes are activated by electric arc |
| CN110937591B (en) * | 2019-11-08 | 2022-03-22 | 深圳烯湾科技有限公司 | Batch continuous production equipment for carbon nanotubes |
| CN112250061A (en) * | 2020-09-22 | 2021-01-22 | 江西铜业技术研究院有限公司 | Continuous preparation system and preparation method of single-walled carbon nanotubes |
| CN112408364B (en) * | 2020-11-30 | 2023-01-24 | 青岛科技大学 | Method for preparing carbon nano tube by catalytic pyrolysis of waste thermosetting plastic |
| CN114908338B (en) * | 2021-02-07 | 2023-02-17 | 北京大学 | Apparatus and method for depositing carbon nanotube foam on self-supporting film |
| CN113860287B (en) * | 2021-09-22 | 2022-12-27 | 江西铜业技术研究院有限公司 | System and method for preparing single-walled carbon nanotube by plasma arc method |
| CA3232446A1 (en) * | 2021-10-19 | 2023-04-27 | Lg Chem, Ltd. | Apparatus for synthesizing carbon nanotubes |
| CA3232423A1 (en) * | 2021-10-19 | 2023-04-27 | Lg Chem, Ltd. | Method for synthesizing carbon nanotubes |
| CN114180555B (en) * | 2021-11-04 | 2023-02-03 | 华中科技大学 | Carbon nanotube preparation system and method using waste plastics as raw materials |
| CN114053985A (en) * | 2021-11-09 | 2022-02-18 | 江西铜业技术研究院有限公司 | Preparation device and method of single-walled carbon nanotube |
| WO2024054162A1 (en) * | 2022-06-03 | 2024-03-14 | Bursa Uludağ Üni̇versi̇tesi̇ | A nano tube production chamber and production method |
| CN114940489B (en) * | 2022-06-17 | 2023-08-22 | 太原理工大学 | Method for preparing carbon nano tube from coal liquefaction residues |
| KR20240022895A (en) * | 2022-08-12 | 2024-02-20 | 대주전자재료 주식회사 | Method and apparatus for synthesizing carbon nanotube using thermal plasma |
| CN115650210B (en) * | 2022-09-26 | 2024-03-26 | 江门市昊鑫新能源有限公司 | Preparation method and application of single/double-wall carbon nano tube |
| CN116281956B (en) * | 2023-03-14 | 2024-05-28 | 清华大学 | Method and system for preparing ultra-high purity single-walled carbon nanotubes |
| CN116425145A (en) * | 2023-04-13 | 2023-07-14 | 河南省氟基新材料科技有限公司 | Preparation method of horizontal array carbon nano tube |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002255522A (en) | 2001-03-01 | 2002-09-11 | Sony Corp | Method and apparatus for producing carbonaceous material |
| JP2002255523A (en) | 2001-03-01 | 2002-09-11 | Sony Corp | Apparatus for producing carbonaceous material |
| JP2002255521A (en) | 2001-03-01 | 2002-09-11 | Sony Corp | Method and apparatus for producing carbonaceous material |
| JP2007252970A (en) | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Ulvac Japan Ltd | Method for activating surface of catalyst and method for growing carbon nanotube |
| JP2008037690A (en) | 2006-08-04 | 2008-02-21 | Ulvac Japan Ltd | Apparatus for forming carbon nanotube |
| WO2015082936A1 (en) | 2013-12-05 | 2015-06-11 | Q-Flo Limited | Process and apparatus for the production of carbon nanotubes |
| US20160009557A1 (en) | 2014-07-09 | 2016-01-14 | Honda Motor Co., Ltd. | Method for continuous and controllable production of single walled carbon nanotubes |
| JP2016510300A (en) | 2013-01-22 | 2016-04-07 | エムセデ テクノロジーズ ソシエテ ア レスポンサビリテ リミティー | Method and apparatus for generating carbon nanostructures |
| JP2018027880A (en) | 2016-08-12 | 2018-02-22 | 日東電工株式会社 | Carbon nanotube assembly |
| JP6418690B2 (en) | 2015-02-20 | 2018-11-07 | 学校法人早稲田大学 | Carbon nanotube production equipment |
| JP6455988B2 (en) | 2016-02-25 | 2019-01-23 | 学校法人早稲田大学 | Carbon nanotube manufacturing apparatus and manufacturing method |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1177757C (en) * | 2001-04-06 | 2004-12-01 | 浙江大学 | Process and equipment for preparing nano carbon tubes |
| KR20040050409A (en) * | 2002-12-10 | 2004-06-16 | 지종기 | Thermal cvd equipment for carbon nanotubes or carbon nanofibers using plasma generator |
| KR100646221B1 (en) * | 2004-05-13 | 2006-11-23 | 재단법인서울대학교산학협력재단 | Apparatus and Method for Carbon Nanotubes Production Using a Thermal Plasma Torch |
| CN1243142C (en) * | 2004-05-27 | 2006-02-22 | 上海交通大学 | Method for continuous preparing heavy nanometer carbon fibre |
| CN101049927B (en) * | 2007-04-18 | 2010-11-10 | 清华大学 | Method for producing Nano carbon tubes continuously and equipment |
| US8889223B2 (en) * | 2008-07-28 | 2014-11-18 | Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K. | Physical vapor deposition apparatus and physical vapor deposition method |
| US8551413B2 (en) * | 2011-01-30 | 2013-10-08 | MCD Technologies S.A R. L. | System and method for producing carbon nanotubes |
| CN206588345U (en) * | 2016-11-30 | 2017-10-27 | 江永斌 | The device of the continuous volume production high-purity Nano-class metallic of circulating cooling |
| JP6675647B2 (en) * | 2017-02-10 | 2020-04-01 | 学校法人早稲田大学 | Catalyst precursor composition for producing carbon nanotubes, method for producing the same, and method and apparatus for producing carbon nanotubes using the catalyst precursor composition |
| CN110217777B (en) * | 2019-06-19 | 2023-05-09 | 江西铜业技术研究院有限公司 | Carbon nano tube preparation device and method |
-
2019
- 2019-06-19 CN CN201910533219.0A patent/CN110217777B/en active Active
- 2019-11-26 WO PCT/CN2019/120827 patent/WO2020253104A1/en active Application Filing
- 2019-11-26 JP JP2021529513A patent/JP7178494B2/en active Active
- 2019-11-26 KR KR1020217000292A patent/KR102535679B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002255522A (en) | 2001-03-01 | 2002-09-11 | Sony Corp | Method and apparatus for producing carbonaceous material |
| JP2002255523A (en) | 2001-03-01 | 2002-09-11 | Sony Corp | Apparatus for producing carbonaceous material |
| JP2002255521A (en) | 2001-03-01 | 2002-09-11 | Sony Corp | Method and apparatus for producing carbonaceous material |
| JP2007252970A (en) | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Ulvac Japan Ltd | Method for activating surface of catalyst and method for growing carbon nanotube |
| JP2008037690A (en) | 2006-08-04 | 2008-02-21 | Ulvac Japan Ltd | Apparatus for forming carbon nanotube |
| JP2016510300A (en) | 2013-01-22 | 2016-04-07 | エムセデ テクノロジーズ ソシエテ ア レスポンサビリテ リミティー | Method and apparatus for generating carbon nanostructures |
| WO2015082936A1 (en) | 2013-12-05 | 2015-06-11 | Q-Flo Limited | Process and apparatus for the production of carbon nanotubes |
| US20160009557A1 (en) | 2014-07-09 | 2016-01-14 | Honda Motor Co., Ltd. | Method for continuous and controllable production of single walled carbon nanotubes |
| JP6418690B2 (en) | 2015-02-20 | 2018-11-07 | 学校法人早稲田大学 | Carbon nanotube production equipment |
| JP6455988B2 (en) | 2016-02-25 | 2019-01-23 | 学校法人早稲田大学 | Carbon nanotube manufacturing apparatus and manufacturing method |
| JP2018027880A (en) | 2016-08-12 | 2018-02-22 | 日東電工株式会社 | Carbon nanotube assembly |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| カーボンナノチューブの製造方法，信州大学 遠藤守信研究室，2005年，[online],[令和４年７月８日検索],インターネット,<http://endomoribu.shinshu-u.ac.jp/research_j/cnt/make.html> |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102535679B1 (en) | 2023-05-26 |
| CN110217777B (en) | 2023-05-09 |
| KR20210016610A (en) | 2021-02-16 |
| WO2020253104A1 (en) | 2020-12-24 |
| JP2021533076A (en) | 2021-12-02 |
| CN110217777A (en) | 2019-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7178494B2 (en) | Method for producing carbon nanotubes | |
| US10633249B2 (en) | Device for simultaneously producing carbon nanotubes and hydrogen | |
| Kumar et al. | Chemical vapor deposition of carbon nanotubes: a review on growth mechanism and mass production | |
| CN102962087B (en) | Carbon nanotube/silicon carbide foam catalytic composite material and preparation method thereof | |
| JP2023543207A (en) | Continuous manufacturing system and manufacturing method for single-walled carbon nanotubes | |
| CN110182788B (en) | Device and method for preparing carbon nano tube with high yield | |
| CN108033439B (en) | Graphene low-temperature preparation method for plasma-assisted sputtering of solid carbon source | |
| CN102676860B (en) | Preparation method of carbon nanotube reinforced Al-matrix composite | |
| WO2009135344A1 (en) | Method of self-assembly growing carbon nanotubess by chemical-vapor-deposition without the use of metal catalyst | |
| CN106629690A (en) | Method for reinforcing three-dimensional graphene porous material structure | |
| CN104386668A (en) | Method for preparing coiled carbon nano material under nickel nano catalytic actions | |
| JPWO2004060800A1 (en) | Single-walled carbon nanotube manufacturing method and manufacturing apparatus | |
| JP2006111517A (en) | Apparatus and method for manufacturing carbon nanotube | |
| CN109970046B (en) | Preparation method of carbon nano tube with thin tube diameter | |
| Zhao et al. | Preferential growth of short aligned, metallic-rich single-walled carbon nanotubes from perpendicular layered double hydroxide film | |
| CN102658153A (en) | Preparation method of copper substrate surface growth fullerene doped porous carbon nanofibers | |
| Hesamzadeh et al. | PECVD-growth of carbon nanotubes using a modified tip-plate configuration | |
| Zhao et al. | Carbon nanotube formation over plasma reduced Pd/HZSM-5 | |
| CN110217778B (en) | Device for continuously preparing high-quality carbon nano tube and preparation method thereof | |
| CN103086406A (en) | Preparation method of magnesium oxide nanobelt-carbon nanotube composite material | |
| CN101585531B (en) | Preparation method of carbon nano cage | |
| CN108383102B (en) | Method and device for preparing carbon nano material by plasma in open environment | |
| JP2002293520A (en) | Production method of amorphous carbon nanotube | |
| JP2010163334A (en) | Method for producing carbon nanotube | |
| CN111170310B (en) | Three-dimensional graphene/carbon nanotube composite material and preparation method thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210202 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210202 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220301 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220406 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220726 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221011 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20221101 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20221114 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7178494 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |