TW200927643A - Carbon nanotube or carbon nanofiber synthesis process apparatus and collection apparatus - Google Patents

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Description

200927643 % 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於碳徼細纖維’尤其直徑為0.4奈米至數 十奈米之碳奈米管的製造裝置’並且回收該合成之碳的微 細纖維。 【先前技術】 已知有直徑為〇·4奈米至數十奈米的碳奈来管之氣相 沉積法的製造方法。而本說明書裡’碳奈米纖維係指即使 是中空也就是管狀，仍包含石墨層並不與纖維轴成平行之❹ 魚骨狀石墨構造奈米管、不是中空的絲帶狀石墨纖維、石 墨鬚晶等。 以氣相沉積法所作成的碳奈米管或碳奈米纖維，必須 從氣體分離並予以回收。日本專利特開2〇〇6〜169〇〇2號 公報中所揭示的技術為利用具有網或孔之板等的過濾 器，捕捉順著氣μ進行搬送的碳奈米管或碳奈米纖維。當 氣流通過網等時，碳奈米管或碳奈米纖維會被網捕捉。 【發明内容】 ❹ 在氣流中s又置過;慮器等的障礙物’在該處捕捉碳奈米 管或碳奈米、纖維的情況，—旦捕捉量變多，氣流流路的阻 抗增加，過濾器之上游側的壓力會變高。該壓力上升導致 碳奈米管或碳奈米纖維進行合成之反應裝置内之壓力的 上升，或反應裝置内之氣流的擾流，有時會影響生成過程 的情況。 本發明的目的是抑制過濾器所捕捉之碳奈米管或碳 200927643 奈米纖維的量對於碳奈米管或碳奈米纖維的生成過程造 成的影響。 本發明中，將碳奈米管或碳奈米纖維予以合成的反應 裝置相連接，在反應裝置排出含有被合成之碳奈米管或碳 奈米纖維的排出氣體之排出管，設置捕捉碳奈米管或碳奈 米纖維之過濾器，在排出管的過濾器下游，設置將排出管 内的排出氣體予以吸引之吸引手段。 進而，在過濾、器上游側的排出管，設置將排出管内的 壓力檢測出來之壓力檢測器，形成為設置控制部，控制吸 引手段以使該被檢測出來的壓力成為預先設定的值。 另外，利用鼓風機的吸引，抵消過濾器的壓損量，可 固定保持反應裝置内的壓力。 過濾器所捕捉到之碳奈米管或碳奈米纖維的減量可 減少碳奈米管或碳奈米纖維合成對環境的影響。 【實施方式】 以下，根據圖面來說明本發明的實施形態。第一圖為 表示碳奈米管製造裝置10之概略構成圖。反應裝置12包 含有：供應原料之成鉛直豎立之反應管14、及以包含該反 應管的方式配置在反應管14周圍之加熱裝置16。反應管 14為管狀，最好是圓管形狀的陶瓷製，利用加熱裝置16 進行加熱，維持在預先設定的溫度。反應管14中，在該 頂部配置原料供應喷嘴18，從原料供應裝置20所送到的 原料，由該喷嘴18喷射至反應管14内。載體氣體從載體 氣體供應裝置22以包圍所喷射的原料的方式供應至反應 200927643 官14的上部。原料氣體包含碳源、觸媒及其促進劑。供 應至反應管14内的原料和載體氣體，由反應管14的管壁 進行加熱，在下降到管内的過程，碳奈米管成長、合成。 這種方法被稱為氣相流動法。 所生成的碳奈求管順著載體氣體、原料的未反應氣 體、反應後的氣體等的排出氣體輸送到回收裴置23。回收 裝置23包括設置在與反應管14的下部相連接的排出管 之過遽器26、作為進-步將排出管内的排出氣體予以吸弓| 的吸引手段之鼓風機28。利㈣—26，捕捉排出氣體❹ 中的碳奈米管。最好是藉由將過遽器26設定為曲折的形 狀，增大表面積以使流路阻抗儘可能減小。在過濾器26 的更下游處之排出管24設置鼓風機28。鼓風機28~將比設， 置該鼓風機的位置還要更上游側之排出管24内的排出氣 體予以吸引。即使利用鼓風機28，過濾器26的流路阻抗 復大的情況，仍可以將通過爾器的排錢體調節到適切 的流量。另外’與鼓風機不進行吸引的情況作比較，可以 直到利用過濾器來捕捉很多的碳奈米管為止持續進行❹ 轉。 可以在比過濾器26還要更上游侧之排出管％，設置 將排出管2 4内的壓力檢測出來之壓力感測器3 〇。控制鼓 風機28的運轉狀態之控制部32，根據該壓力感測器所檢 挪出來之排出管内的壓力進行控制。最好是控制鼓風機28 的旋轉速度，以使檢測出來的壓力成為預先設定之一定的 值。該值可以根據反應管14内的反應條件予以決定。為 200927643 了要控制旋轉速度，可以透過變頻器來對於鼓風機供應電 力。一定地控制設置壓力感測器30的位置之壓力，可以 視為鼓風機抵消過滤器26的壓損量。 比過濾器26還要更上游側之排出管内的壓力成為一 定，以使反應管14内的氣流、壓力等的反應條件穩定， 並使反應效率提升。另外，抑制碳奈米管附著到反應管14 的内壁。 本實施形態中，已針對利用氣相流動法之碳奈米管的 製造裝置進行說明過，但利用其他的氣相沉積法來將碳奈 米管、其他的碳奈米纖維予以合成之製造裝置，也可以應 用上述的回收裝置。 【圖式簡單說明】 第一圖為本實施形態的碳奈米管製造裝置之概略構成圖。 【主要元件符號說明】 10 碳奈米管製造裝置 12 反應裝置 14 反應管 16 加熱裝置 18 原料供應喷嘴 20 原料供應裝置 22 載體氣體供應裝置 23 回收裝置 24 排出管 26 過濾器 200927643 28 鼓風機（吸引手段） 30 壓力感測器 32 控制部

Claims (1)

  1. 200927643 七、申請專利範圍： 1. 一種碳奈米管或碳奈米纖維製造裝置，其特徵為，具有： 供應原料和載體氣體(carrier gas)以使原料起反應，將碳 奈米管或碳奈米纖維予以合成之反應裝置；及 從反應裝置，將含有碳奈米管或碳奈米纖維之原料反應 後的生成物及載體氣體予以排出之排出管；及 被設置在排出管，將碳奈米管或碳奈米纖維予以捕捉之 過濾器；及 ❹ 被設置在比前述過濾器還要更下游處的排出管，將排出 管内的載體氣體等予以吸引之吸引手段。 2. 如申請專利範圍第1項之碳奈米管或碳奈米纖維製造裝置， ' 其中，具有： 被設置在前述反應裝置與前述過濾器之間的排出管，將 該部分之排出管内的壓力檢測出來之壓力感測器；及 控制前述吸引手段，以使經由前述壓力感測器所偵知的 壓力成為預先設定的值之控制部。 3. —種碳奈米管或碳奈米纖維回收裝置，是將反應裝置所合成 之碳奈米管或碳奈米纖維予以回收之碳奈米管或碳奈米纖 維回收裝置，其特徵為，具有： 與前述反應裝置相連接，被設置在由前述反應裝置排出 含有碳奈米管或碳奈米纖維的排出氣體之排出管，將碳奈米 管或碳奈米纖維予以捕捉之過濾器；及 被設置在前述過濾器下游處的排出管，將排出管内的排 出氣體予以吸引之吸引手段。 200927643 4. 如申請專利範圍第3項之碳奈米管或碳奈米纖維回收裝置， 其中，具有： 被設置在比前述過濾器還要更上游處的排出管，將該部 分之排出管内的壓力檢測出來之壓力感測器；及 控制前述吸引手段，以使經由前述壓力感測器所偵知的 壓力成為預先設定的值之控制部。 5. —種碳奈米管或碳奈米纖維製造裝置，其特徵為，具有： 供應原料和載體氣體以使原料起反應，將碳奈米管或碳 奈米纖維予以合成之反應裝置；及 從反應裝置，將含有碳奈米管或碳奈米纖維之原料反應 後的生成物及載體氣體予以排出之排出管；及 被裝備在排出管，將碳奈米管或碳奈米纖維予以捕捉之 過濾器；及 抵消前述過濾器的壓損量，藉由此方式將反應裝置内的 壓力保持一定之吸引手段。
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