专利名称：纳米碳液的制备方法及其制造设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种碳液的制备方法和设备，具体说，涉及一种纳米碳液的制备方法及其制造设备。
背景技术：
用碳氧化制备纳米碳液的方法很多，诸如用浓硝酸、浓硫酸、硝基腐蚀酸、次氯酸钾或过锰酸钾等氧化剂，还有用臭氧氧化，放电氧化或等离子放电氧化，电子射线照射等方法。上述各种方法都不能直接得到纳米碳悬浮液，还需经过许多极其烦琐的辅助工艺，譬如需要中和酸性，去除碳液中的金属粒子等有害杂质，稍有不慎就不能保证质量甚至出现团聚。用上述方法制备纳米碳液，其设备太复杂，工艺太烦琐发明内容本发明的目的是克服上述缺陷，提供一种纳米碳液的制备方法及其制造设备。
本发明所述的制备方法简单，将石墨碳加工成纳米碳悬浮液后，具有极大的比表面积，化学活性、表面吸附性、导电性均有明显的改善，使本来不带电的碳分子表面带上了负电，且具有较高电动势。碳粒子颗粒度均匀，产品质量稳定，且易实现规模化生产；其设备投资少，成本低，使用寿命长，无三废产生。
图1是本发明所述纳米碳的制造设备的结构示意图。
具体实施例方式
参见图1，本发明所述纳米碳液的制备方法，包括第一步备料(1)对水进行净化处理，在制水车间对水进行净化处理，得到ph值为6.5-7.2、电阻值为1MΩ-50MΩ的去离子纯水，电阻值为18MΩ以上为宜；(2)准备极板，选择石墨碳，要求石墨碳的纯度为99.99％，灰份小于100PPM，细度在300目以上，强度在58mpa以上，按极板几何尺寸要求加工成型；第二步加工前的试运行将加工成型的石墨碳板作为正极板，在其两侧面分别设置金属负极板，正极板与两负极板之间保持一定间隙，然后放入制得的去离子纯水中浸泡24小时，通电，测试正负极之间是否通电或短路，电流大小及液面情况，如液面上是否有泡沫，判断设备安装是否准确，所使用的原材料是否符合要求等；所述正、负极板之间的间隙应保持在1mm-50mm之间，以3mm-10mm为宜；石墨碳板需全部淹没在去离子纯水中，去离子纯水的水面最好高出石墨碳板的顶面200mm。
第三步氧化处理在常温下，将经过第二步处理后的石墨碳板继续浸泡在去离子纯水中低压通电处理7天-10天，所述电压3V-35V，电流小于35A。处理过程中，前三天要求每隔2小时测量一次电流和电压，并作好记录，通过电流，电压的变化情况判断生产是否正常，三天后，需每隔8小时取样检测PH值、电动势及电导率，绘制曲线图，直到PH值、电动势及电导率曲线走向完全符合碳液质量参数要求，断电结束氧化；氧化处理的时间越长，其PH值，电动势和电导率就越高。本发明所述的方法制得的纳米碳具有以下特性PH值在1.00-5.00之间，电动势在180mv-450mv之间，电导率在0.5ms/cm-5.0ms/cm之间。
第四步物理处理将经过第三步制得的纳米碳液存放24小时，大颗粒碳粒子沉淀脱落后，将碳液输送到另一个容器内，然后对纳米碳液进行超声波处理1-2小时，其频率为1HZ-50HZ。处理时可采用超声波发生器(可市购)进行。
参见图1，本发明所述的纳米碳的制造设备是用于氧化处理过程，它包括循环泵和箱体1。所述箱体1内腔设置有至少一个氧化单元，各氧化单元包括支撑架7，在支撑架7上安装有连接棒6，在连接棒6上安装有两块金属负极板2、4和位于两负极板之间、与两负极板分别具有间隙的石墨正极板3。
所述循环泵与箱体下部连接，将碳液从箱体1的下部排液口9抽出，从箱体的上部输入，使碳液8在箱体内缓慢流动，可以使碳粒子均匀的分布在去离子纯水中。所述箱体的底板具有一个倾斜度，箱体侧面位于底板低的一边设置有排液口，位于底板高的一边具有进水口，以便加水或放水。
所述连接棒6的外表面具有螺纹，两负极板2、4和正极板具有中心螺纹孔，两负极板和正极板通过螺纹安装在连接棒6上，正极板和两负极板之间的间隙通过转动负极板调节。
两负极板和正极板之间的间隙为1mm-50mm，以3mm-10mm为宜，即当工作一段时间间隙增大后，可分别转动两负极板使间隙缩小。
所述负极板2、4包括板体，位于板体中心的连接套和位于外边缘的加强环。板体上具有若干通孔，其孔径为2mm-10mm，该通孔可以减少纳米碳液的流动阻力。
所述箱体1采用镀鋯不锈钢板，用氩弧焊焊接而成。
所述板体、连接套和加强环等凡与碳液接触的均由镀鋯不锈钢板制成，采用氩弧焊焊接成形。
所述石墨正极板3的纯度为99.99％，灰份≤100ppm，细度在300目以上，压强大于58mpa。
所述石墨正极板3的顶部具有螺纹孔5，以便安装正极连接杆。所述两负极板分别连接负极导线。
所述连接棒6为聚四氟乙烯。
权利要求
1.纳米碳液的制备方法，其步骤包括第一步备料(a)对水进行净化处理，得到ph值为6.5-7.2、电阻值为1MΩ-50MΩ的去离子纯水；(b)准备极板，选择石墨碳，要求石墨碳的纯度为99.99％，灰份小于100PPM，细度在300目以上，强度在58mpa以上，按极板几何尺寸要求加工成型；第二步加工前的试运行将加工成型的石墨碳板作为正极板，在其两侧面分别设置金属负极板，正极板与两负极板之间保持一定间隙，然后放入制得的去离子纯水中浸泡24小时，通电；第三步氧化处理在常温下，将经过第二步处理后的石墨碳板继续浸泡在去离子纯水中低压通电，处理7天-10天，所述电压3V-35V，电流小于35A；第四步物理处理将经过第三步制得的纳米碳液存放24小时，大颗粒碳粒子沉淀后，将碳液输送到另一个容器内，然后对纳米碳液进行超声波处理1-2小时。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述间隙应保持在1mm-50mm之间；去离子纯水的水面应高出石墨碳板的顶面200mm。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征是所述间隙为3mm-10mm。
4.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征是所述超声波频率为1HZ-50HZ。
5.纳米碳液的制造设备，其特征是包括循环泵和箱体(1)，所述箱体(1)内腔设置有至少一个氧化单元，各氧化单元包括支撑架(7)，在支撑架(7)上安装有连接棒(6)，在连接棒(6)上安装有两块金属负极板(2、4)和位于两负极板之间、与两负极板分别具有间隙的石墨正极板(3)。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征是所述循环泵与箱体下部连接，所述箱体的底板具有一个倾斜度，箱体侧面位于底板低的一边设置有排液口，位于底板高的一边具有进水口。
7.根据权利要求5或6所述的设备，其特征是所述连接棒(6)的外表面具有螺纹，所述两块负极板(2、4)分别包括板体，位于板体中心的连接套和位于外边缘的加强环，板体上具有若干通孔，两负极板和正极板通过螺纹安装在连接棒(6)上，所述正极板(3)具有安装正极连接杆的螺纹孔(5)。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征是两负极板(2、4)和正极板(3)之间的间隙为1mm-50mm。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征是所述箱体(1)为镀鋯不锈钢板，用氩弧焊焊接而成；所述连接棒(6)为聚四氟乙烯；所述板体、连接套和加强环用镀鋯不锈钢板，采用氩弧焊焊接在一起。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征是所述石墨正极板(3)的纯度为99.99％，灰份小于100ppm，细度在300目以上，压强大于58mpa。
全文摘要
本发明涉及纳米碳液的制备方法及设备，方法包括处理水，得到去离子纯水；选择石墨碳并加工成型；将石墨碳板作为正极板，两侧设置金属负极板，放入制得的去离子纯水中浸泡24小时，通电试运行；氧化处理，低压通电处理7天－10天，电压3V－35V，电流35A以下；物理处理，将制得的纳米碳液存放24小时后，采用超声波处理1－2小时。其设备包括循环泵和箱体，箱体内腔设置有支撑架，在支撑架上安装有正负极板的连接棒，在连接棒上安装有两负极板，两负极板之间设置有正极板。方法简单，生产的碳液具有较高带动势。碳粒子颗粒度均匀，产品质量稳定，且易实现规模化生产，设备投资少，成本低，使用寿命长，无三废产生。
文档编号C25B1/00GK1853764SQ200510064698
公开日2006年11月1日 申请日期2005年4月20日 优先权日2005年4月20日
发明者朱光华, 马福寿 申请人:北京天中树科技发展有限公司