一种掺氮三维碳纳米纤维复合材料的制备用加热炉

1.本实用新型涉及加热炉技术领域，具体涉及一种掺氮三维碳纳米纤维复合材料的制备用加热炉。


背景技术：

2.在现有技术中，碳纳米管/碳纳米纤维、碳纳米纤维/石墨烯、碳纳米管/石墨烯等三维层状纳米碳材料具有优异的力学性能、热学以及电学性能的而受到了持续并且广泛的关注；与碳纳米管或碳纳米纤维的简单二维结构相比，三维碳纳米管/碳纳米纤维复合材料相应地显示出了协同效应，并在燃料电池、电池和超级电容器中显示出广泛的应用。
3.在掺氮三维碳纳米纤维复合材料的制备过程中，首先将催化剂基底表面清洗干净，按质量比为1:5将催化剂和碳源混合放入管式炉中心，然后将上述混合物放置在石英舟上，被送入外径为30mm、内径为22mm的水平石英管中，在气流量为50-150sccm的惰性气体氛围下，以一定升温速率将炉温升至600℃，接着以更低升温速率缓慢升至800℃并恒温0.5h得到掺氮三维碳纳米管/碳纳米纤维复合材料，在此过程中就需要一种掺氮三维碳纳米纤维复合材料的制备用加热炉，用于对石英舟上上的混合物进行加热。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种掺氮三维碳纳米纤维复合材料的制备用加热炉。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
6.一种掺氮三维碳纳米纤维复合材料的制备用加热炉，包括cvd管式炉，所述cvd管式炉内壁设置有石英管，石英管与cvd管式炉内的加热设备相接触，石英管的两端外壁分别设置有固定法兰，两个固定法兰外壁分别固定有连接法兰，两个连接法兰内壁设置有过滤组件，两个连接法兰分别设置有同一个供氮组件，石英管内壁设置有传送组件，石英管通过传送组件连接有石英舟，石英舟上开设有存放槽，存放槽内部放置有前驱体和催化剂基底混合物，cvd管式炉一侧外壁设置有控制器，石英管两端分别设置有真空阀。
7.作为本实用新型再进一步的方案：所述供氮组件由出气管、收集瓶、进气管和两个密封套组成，出气管设置于其中一个连接法兰内壁。
8.作为本实用新型再进一步的方案：所述进气管设置于另一个连接法兰内壁，进气管另一端设置于收集瓶内壁，收集瓶顶部内壁设置有排气管。
9.作为本实用新型再进一步的方案：两个所述密封套分别固定于两个连接法兰一侧外壁，密封套与固定法兰相适配。
10.作为本实用新型再进一步的方案：所述传送组件由两个固定块和两个超高真空磁力传样杆组成，两个超高真空磁力传样杆分别通过两个固定块固定于石英管两端。
11.作为本实用新型再进一步的方案：所述石英舟底部分别与两个超高真空磁力传样杆的移动端相连接，石英舟两侧外壁分别设置有两个端面柱。
12.作为本实用新型再进一步的方案：两个所述过滤组件由卡槽、过滤板和两个以上过滤口组成，过滤板设置于连接法兰圆周内壁。
13.作为本实用新型再进一步的方案：两个以上所述过滤口开设于过滤板一侧内壁，卡槽开设于过滤板一侧外壁且与固定块相适配。
14.与现有技术相比，本实用新型提供了一种掺氮三维碳纳米纤维复合材料的制备用加热炉，具备以下有益效果：
15.1.该一种掺氮三维碳纳米纤维复合材料的制备用加热炉，通过设置有cvd管式炉，cvd管式炉内部设置有石英管，石英管与cvd管式炉内的加热设备相接触，先前驱体和催化剂基底混合物放在石英舟上的存放槽，利用传送组件将石英舟送进石英管内，然后将连接法兰和固定法兰连接起来，利用供氮组件向石英管内运送氮气，排出石英管内空气，然后进行加热即可。
16.2.该一种掺氮三维碳纳米纤维复合材料的制备用加热炉，通过设置有供氮组件，供氮组件由出气管、收集瓶、进气管和两个密封套组成，将两个密封套卡进两个固定法兰内，然后连接固定法兰和连接法兰，起到密封的目的，通过进气管向石英管通5分钟的氮气排出管内空气，产生的废气体排进收集瓶。
17.3.该一种掺氮三维碳纳米纤维复合材料的制备用加热炉，通过设置有传送组件，传送组件由两个固定块和两个超高真空磁力传样杆组成，石英舟底部分别与两个超高真空磁力传样杆的移动端相连接，利用超高真空磁力传样杆控制石英舟的进入和移出；通过设置有过滤组件，过滤组件由卡槽、过滤板和两个以上过滤口组成，利用过滤板对氮气进行过滤。
18.该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本实用新型结构简单，操作方便。
附图说明
19.图1为本实用新型提出的一种掺氮三维碳纳米纤维复合材料的制备用加热炉的主视结构示意图；
20.图2为本实用新型提出的一种掺氮三维碳纳米纤维复合材料的制备用加热炉的石英管结构示意图；
21.图3为本实用新型提出的一种掺氮三维碳纳米纤维复合材料的制备用加热炉的石英舟结构示意图；
22.图4为本实用新型提出的一种掺氮三维碳纳米纤维复合材料的制备用加热炉的连接法兰结构示意图。
23.图中：1-cvd管式炉；2-连接法兰；3-真空阀；4-石英管；5-出气管；6-排气管；7-收集瓶；8-控制器；9-固定块；10-固定法兰；11-石英舟；12-超高真空磁力传样杆；13-端面柱；14-存放槽；15-进气管；16-密封套；17-卡槽；18-过滤板；19-过滤口。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的
实施例。
25.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
26.实施例1：
27.一种掺氮三维碳纳米纤维复合材料的制备用加热炉，为了能够对混合物进行加热，如图1、2、3和4所示，包括cvd管式炉1，所述cvd管式炉1内壁设置有石英管4，石英管4与cvd管式炉1内的加热设备相接触，石英管4的两端外壁分别设置有固定法兰10，两个固定法兰10外壁分别固定有连接法兰2，两个连接法兰2内壁设置有过滤组件，两个连接法兰2分别设置有同一个供氮组件，石英管4内壁设置有传送组件，石英管4通过传送组件连接有石英舟11，石英舟11上开设有存放槽14，存放槽14内部放置有前驱体和催化剂基底混合物，cvd管式炉1一侧外壁设置有控制器8，石英管4两端分别设置有真空阀3；通过设置有cvd管式炉1，cvd管式炉1内部设置有石英管4，石英管4与cvd管式炉1内的加热设备相接触，先前驱体和催化剂基底混合物放在石英舟11上的存放槽14，利用传送组件将石英舟11送进石英管4内，然后将连接法兰2和固定法兰10连接起来，利用供氮组件向石英管4内运送氮气，排出石英管4内空气，然后进行加热即可。
28.为了能够运输氮气，排出石英管4内空气，如图1、2和4所示，所述供氮组件由出气管5、收集瓶7、进气管15和两个密封套16组成，出气管5卡接于其中一个连接法兰2内壁，进气管15卡接于另一个连接法兰2内壁，进气管15另一端卡接于收集瓶7内壁，收集瓶7顶部内壁卡接有排气管6，两个密封套16分别固定于两个连接法兰2一侧外壁，密封套16与固定法兰10相适配；通过设置有供氮组件，供氮组件由出气管5、收集瓶7、进气管15和两个密封套16组成，将两个密封套16卡进两个固定法兰10内，然后连接固定法兰10和连接法兰2，起到密封的目的，通过进气管15向石英管4通5分钟的氮气排出管内空气，接着在流量为150sccm的氮气99.99％氛围下，以30℃/min的升温速率升至600℃，然后降低升温速率以20℃/min升至生长所需温度800℃，在该温度下对样品退火0.5h，待恒温程序结束之后，产物在氮气气氛中以30sccm的流量冷却至室温，最后在石英舟11内得到黑色产物，产生的废氮气排进收集瓶7。
29.工作原理：先前驱体和催化剂基底混合物放在石英舟11上的存放槽14，利用传送组件将石英舟11送进石英管4内，然后将连接法兰2和固定法兰10连接起来，过进气管15向石英管4通5分钟的氮气排出管内空气，接着在流量为150sccm的氮气99.99％氛围下，以30℃/min的升温速率升至600℃，然后降低升温速率以20℃/min升至生长所需温度800℃，在该温度下对样品退火0.5h，待恒温程序结束之后，产物在氮气气氛中以30sccm的流量冷却至室温，最后在石英舟11内得到黑色产物，产生的废氮气排进收集瓶7。
30.实施例2：
31.一种掺氮三维碳纳米纤维复合材料的制备用加热炉，如图1、2、3和4所示，为了运输石英舟11，所述传送组件由两个固定块9和两个超高真空磁力传样杆12组成，两个超高真空磁力传样杆12分别通过两个固定块9固定于石英管4两端，石英舟11底部分别与两个超高真空磁力传样杆12的移动端相连接，石英舟11两侧外壁分别设置有两个端面柱13，两个过
滤组件由卡槽17、过滤板18和两个以上过滤口19组成，过滤板18卡接于连接法兰2圆周内壁，两个以上过滤口19开设于过滤板18一侧内壁，卡槽17开设于过滤板18一侧外壁且与固定块9相适配；通过设置有传送组件，传送组件由两个固定块9和两个超高真空磁力传样杆12组成，石英舟11底部分别与两个超高真空磁力传样杆12的移动端相连接，利用超高真空磁力传样杆12控制石英舟11的进入和移出；通过设置有过滤组件，过滤组件由卡槽17、过滤板18和两个以上过滤口19组成，利用过滤板18对氮气进行过滤。
32.工作原理：利用超高真空磁力传样杆12控制石英舟11的进入和移出，利用过滤板18对氮气进行过滤。
33.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。