專利名稱：一種硝酸蒸汽處理碳材料的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種硝酸蒸汽處理碳材料的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
表面氧化處理是一種常用的碳材料處理方法，其中硝酸氧化處理應(yīng)用最為廣泛。然而硝酸的強(qiáng)腐蝕性會(huì)破壞碳材料的表面結(jié)構(gòu)，而且硝酸與碳材料，尤其是小粒徑碳材料的分離非常困難，分離過程往往會(huì)造成碳材料的損失。后續(xù)的干燥處理也會(huì)造成一些碳材料如碳納米管的結(jié)塊現(xiàn)象。利用氣體氧化劑處理碳材料可有效避免過度腐蝕及材料損失現(xiàn)象，但其對碳材料的氧化效果不如硝酸處理有效，利用硝酸蒸汽處理碳材料可兼具兩種處理方法的優(yōu)點(diǎn)而避免各自的缺陷，是一種簡單高效的碳材料氧化處理方法。但目前碳材料的硝酸蒸汽處理應(yīng)用較少，也無相應(yīng)的專用裝置。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種硝酸蒸汽處理碳材料的系統(tǒng)，是一種高溫條件下使用硝酸蒸汽循環(huán)處理碳材料的系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案:一種硝酸蒸汽處理碳材料的系統(tǒng)，包括蒸汽處理裝置、冷凝裝置以及裝有濃硝酸的容器，容器置于加熱裝置內(nèi)，容器與蒸汽處理裝置連接，所述蒸汽處理裝置包括碳材料處理器和與之連通的三口控制管，其中，碳材料處理器的連接端高于三口控制管的連接端，三口控制管的上端與冷凝裝置連接，底端處設(shè)有閥門。所述系統(tǒng)還包括尾氣處理裝置，其包括導(dǎo)管，導(dǎo)管的一端與冷凝裝置的頂端連接，另一端與倒置的漏斗連接，漏斗與吸收劑液面接觸。所述冷凝裝置為與冷凝水連通的蛇形冷凝管，蛇形冷凝管的頂端以橡皮塞II密封，導(dǎo)管穿過橡皮塞II與蛇形冷凝管內(nèi)部連通。所述容器為三口燒瓶，三口燒瓶的主口密封，三口燒瓶的兩個(gè)側(cè)口分別與碳材料處理器和三口控制管的底端連接。所述加熱裝置為油浴加熱裝置。所述碳材料處理器的底端設(shè)有填充碳材料支撐物的縮口。所述縮口的外壁包裹加熱帶。所述碳材料支撐物為聚四氟乙烯絲。所述碳材料處理器還包括溫度計(jì)，碳材料處理器的頂端以橡皮塞I密封，所述溫度計(jì)穿過橡皮塞I插入碳材料處理器內(nèi)，溫度計(jì)的玻璃泡置于碳材料處。所述碳材料處理器的頂端和底端、三口控制管的頂端和底端以及容器的連接口均為玻璃磨口。本實(shí)用新型的使用方法:使用時(shí)，向三口燒瓶中加入濃硝酸，關(guān)閉三口控制管上的閥門，縮口處以聚四氟乙烯絲填充，上置碳材料，以加熱帶加熱，讀取溫度計(jì)讀數(shù)，調(diào)整至所需溫度；連接好橡皮塞
I1、導(dǎo)管和漏斗，使漏斗與吸收劑液面接觸；蛇形冷凝管與水龍頭相連，通水開始冷凝；油浴加熱，直至三口燒瓶中濃硝酸產(chǎn)生硝酸蒸汽，進(jìn)入碳材料處理器，經(jīng)連通管、三口控制管進(jìn)入蛇形冷凝管冷凝為液體滴下，至液體達(dá)到一定量時(shí)打開閥門，控制流量使其緩慢滴回三口燒瓶；壓力過高時(shí)蒸汽由蛇形冷凝管上方經(jīng)導(dǎo)管、漏斗排入吸收劑處理。處理一段時(shí)間后，關(guān)閉油浴加熱，加熱帶繼續(xù)加熱一段時(shí)間后關(guān)閉，最終得到硝酸蒸汽處理后的碳納米管。本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型設(shè)計(jì)巧妙，連通管與碳材料處理器連接端高于與三口控制管連接端，以防回流的硝酸液體進(jìn)入碳材料處理器；三口控制管靠近底端處設(shè)置閥門，可調(diào)控回流硝酸的下滴速率。本實(shí)用新型方便有效地以高溫硝酸蒸汽處理碳材料，實(shí)現(xiàn)硝酸回流的同時(shí)避免了回流硝酸液體與碳材料接觸，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)操作，有多余蒸汽導(dǎo)出裝置，避免了密封裝置的高壓危險(xiǎn)，安全快捷，多余蒸汽由吸收劑吸收，不污染環(huán)境。

圖1是蒸汽處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；其中，1、碳材料處理器，2、縮口，3、磨口 1，4、磨口 II，5、連通管，6、三口控制管，7、閥門，8、蒸汽處理裝置，9、溫度計(jì)，10、橡皮塞I，11、加熱帶，12、三口燒瓶，13、導(dǎo)管，14、蛇形冷凝管，15、漏斗，16、油浴加熱裝置，17.橡皮塞II。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步的闡述，應(yīng)該說明的是，下述說明僅是為了解釋本實(shí)用新型，并不對其內(nèi)容進(jìn)行限定。一種硝酸蒸汽處理碳材料的系統(tǒng)，包括蒸汽處理裝置8、冷凝裝置以及裝有濃硝酸的容器，容器置于加熱裝置內(nèi)，容器與蒸汽處理裝置8連接，所述蒸汽處理裝置8包括碳材料處理器I和與之以連通管5相連通的三口控制管6，其中，碳材料處理器I的連接端高于三口控制管6的連接端，三口控制管6的上端與冷凝裝置連接，底端處設(shè)有閥門7。所述系統(tǒng)還包括尾氣處理裝置，其包括導(dǎo)管13，導(dǎo)管13的一端與冷凝裝置的頂端連接，另一端與倒置的漏斗15連接，漏斗15與吸收劑液面接觸。所述冷凝裝置為與冷凝水連通的蛇形冷凝管14，蛇形冷凝管14的頂端以橡皮塞1117密封，導(dǎo)管13穿過橡皮塞1117與蛇形冷凝管14內(nèi)部連通。所述容器為三口燒瓶12，三口燒瓶12的主口密封，三口燒瓶12的兩個(gè)側(cè)口分別與碳材料處理器I和三口控制管6的底端連接。所述加熱裝置為油浴加熱裝置16。所述碳材料處理器I的底端設(shè)有填充碳材料支撐物的縮口 2。所述縮口 2的外壁包裹加熱帶11。 所述碳材料支撐物為聚四氟乙烯絲。[0032]所述碳材料處理器還包括溫度計(jì)9，碳材料處理器I的頂端以橡皮塞IlO密封，所述溫度計(jì)9穿過橡皮塞IlO插入碳材料處理器I內(nèi)，溫度計(jì)的玻璃泡置于碳材料處。所述碳材料處理器I的頂端和底端、三口控制管6的頂端和底端以及容器的連接口均為玻璃磨口，如圖1所示，碳材料處理器I的頂端為磨口 13，底端為磨口 114。本實(shí)用新型的使用方法:使用時(shí)，向三口燒瓶12中加入300mL濃硝酸，關(guān)閉閥門7，縮口 2處以聚四氟乙烯絲填充，上置碳材料，以加熱帶11加熱，讀取溫度計(jì)9讀數(shù)，調(diào)整至所需溫度，調(diào)整加熱電壓至溫度達(dá)到125°C，；連接好橡皮塞1117、導(dǎo)管13和漏斗15，使漏斗15與吸收劑液面接觸；蛇形冷凝管14與水龍頭相連，通水開始冷凝；油浴加熱，設(shè)置油浴溫度為125°C，直至三口燒瓶12中濃硝酸產(chǎn)生硝酸蒸汽，進(jìn)入碳材料處理器1，經(jīng)連通管5、三口控制管6進(jìn)入蛇形冷凝管14冷凝為液體滴下，至液體達(dá)到一定量時(shí)打開閥門7，控制流量使其緩慢滴回三口燒瓶12 ;壓力過高時(shí)蒸汽由蛇形冷凝管14上方經(jīng)導(dǎo)管13、漏斗15排入吸收劑處理。處理一段時(shí)間后，關(guān)閉油浴加熱，加熱帶11繼續(xù)加熱一段時(shí)間后關(guān)閉，最終得到硝酸蒸汽處理后的碳納米管。上述雖然結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行了描述，但并非對本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種 修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種硝酸蒸汽處理碳材料的系統(tǒng)，包括蒸汽處理裝置、冷凝裝置以及裝有濃硝酸的容器，容器置于加熱裝置內(nèi)，容器與蒸汽處理裝置連接，其特征在于，所述蒸汽處理裝置包括碳材料處理器和與之連通的三口控制管，其中，碳材料處理器的連接端高于三口控制管的連接端，三口控制管的上端與冷凝裝置連接，底端處設(shè)有閥門。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括尾氣處理裝置，其包括導(dǎo)管，導(dǎo)管的一端與冷凝裝置的頂端連接，另一端與倒置的漏斗連接，漏斗與吸收劑液面接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述冷凝裝置為與冷凝水連通的蛇形冷凝管，蛇形冷凝管的頂端以橡皮塞II密封，導(dǎo)管穿過橡皮塞II與蛇形冷凝管內(nèi)部連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述容器為三口燒瓶，三口燒瓶的主口密封，三口燒瓶的兩個(gè)側(cè)口分別與碳材料處理器和三口控制管的底端連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述加熱裝置為油浴加熱裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述碳材料處理器的底端設(shè)有填充碳材料支撐物的縮口。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述縮口的外壁包裹加熱帶。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述碳材料支撐物為聚四氟乙烯絲。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述碳材料處理器還包括溫度計(jì)，碳材料處理器的頂端以橡皮塞I密封，所述溫度計(jì)穿過橡皮塞I插入碳材料處理器內(nèi)，溫度計(jì)的玻璃泡置于碳材料處。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述碳材料處理器的頂端和底端、三口控制管的頂端和底端以及容器 的連接口均為玻璃磨口。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種硝酸蒸汽處理碳材料的系統(tǒng)，是一種高溫條件下使用硝酸蒸汽循環(huán)處理碳材料的系統(tǒng)。它包括蒸汽處理裝置、冷凝裝置以及裝有濃硝酸的容器，容器置于加熱裝置內(nèi)，容器與蒸汽處理裝置連接，其特征在于，所述蒸汽處理裝置包括碳材料處理器和與之連通的三口控制管，其中，碳材料處理器的連接端高于三口控制管的連接端，三口控制管的上端與冷凝裝置連接，底端處設(shè)有閥門。本實(shí)用新型方便有效地以高溫硝酸蒸汽處理碳材料，實(shí)現(xiàn)硝酸回流的同時(shí)避免了回流硝酸液體與碳材料接觸，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)操作，有多余蒸汽導(dǎo)出裝置，避免了密封裝置的高壓危險(xiǎn)，安全快捷，多余蒸汽由吸收劑吸收，不污染環(huán)境。
文檔編號C01B31/02GK203159230SQ20132018608
公開日2013年8月28日 申請日期2013年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月12日
發(fā)明者王睿, 劉新鵬, 謝文晶, 楊娜 申請人:山東大學(xué)