本發(fā)明屬于富勒烯制造，具體是指一種高效無污染富勒烯制造裝置及其使用方法。

背景技術(shù)：

1、富勒烯，作為一種由碳原子組成的球形分子，因其獨特的結(jié)構(gòu)和廣泛的應用前景，在科學界和工業(yè)界均受到了高度的關(guān)注。富勒烯具有出色的電學、光學和力學特性，在超導材料、太陽能電池、生物醫(yī)學、催化劑等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應用潛力。

2、然而，當前富勒烯的生產(chǎn)方式主要依賴于化學氣相沉積法，該方法通常使用含碳氣體或含碳化學藥劑作為原料。盡管這種方法在一定程度上能夠?qū)崿F(xiàn)富勒烯的合成，但存在產(chǎn)量低、環(huán)境污染嚴重、操作危害大、產(chǎn)品純度不足等顯著缺點。此外，還有少數(shù)采用真空蒸發(fā)法生產(chǎn)富勒烯的嘗試，但所得產(chǎn)品的純度更低，含量通常僅為5%—7%，且后續(xù)的分離提純過程復雜，同樣伴隨著嚴重的環(huán)境污染問題。這些傳統(tǒng)方法不僅難以實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，還導致了高昂的生產(chǎn)成本和市場售價，極大地限制了富勒烯的工業(yè)化應用進程。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述的問題，本發(fā)明提出了一種高效無污染富勒烯制造裝置及其使用方法。

2、本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：本發(fā)明提供了一種高效無污染富勒烯制造裝置，包括支架，所述支架上設(shè)有真空箱，所述真空箱內(nèi)設(shè)有陶瓷坩堝，所述真空箱的上端設(shè)有圓筒，所述圓筒內(nèi)設(shè)有電極二，所述圓筒內(nèi)設(shè)有電極一，所述圓筒內(nèi)設(shè)有進氣孔，所述真空箱的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有內(nèi)膽，所述內(nèi)膽的側(cè)壁上設(shè)有加熱管，所述真空箱的側(cè)壁下端開設(shè)抽氣孔，所述真空泵的抽氣管連接抽氣孔，所述支架的另一側(cè)壁設(shè)有氬氣存儲罐，所述氬氣存儲罐的輸出端貫通連接輸出管的一端，所述輸出管的另一端貫通連接進氣孔的上端，所述真空箱的下端一側(cè)設(shè)有超聲波振動子，所述真空箱的下端另一端設(shè)有微波雷達。

3、進一步地，所述真空箱的外側(cè)壁上設(shè)有波導管。

4、進一步地，所述輸出管上設(shè)有閥門。

5、進一步地，所述內(nèi)膽采用陶瓷材質(zhì)。

6、進一步地，所述圓筒采用陶瓷材質(zhì)。

7、本方案還公開了一種高效無污染富勒烯制造裝置的使用方法，主要包括如下步驟：

8、步驟一：將高純石墨粉放在陶瓷坩堝內(nèi)，啟動真空泵，將真空箱內(nèi)的空氣抽出，啟動加熱管，對真空箱內(nèi)進行加熱，加熱完成后；

9、步驟二：打開閥門，壓縮在氬氣存儲罐內(nèi)的氬氣通過輸出管進入真空箱內(nèi)，采用直流脈沖偏壓電源對電極二進行通電，此時真空箱內(nèi)氬氣受激電離，變?yōu)闅鍤怆x子，并在高壓下加速，快速遍布真空箱，此時，電壓越高氬氣離子動能越高，高能氬氣離子碰撞隨后蒸發(fā)出來的碳原子和原子團，促使其失碳原子去電子形成c=c共價鍵，對電極一進行通電，迅速將石墨加熱成為氣態(tài)原子或原子團；

10、步驟三：啟動超聲波振動子和微波雷達，超聲波震蕩主要刺激大的原子團在真空室內(nèi)上下漂浮，能增加被氬氣離子碰撞的機率，形成更多的c=c，微波震蕩加入使得c原子、c原子團、氬氣離子彼此之間激烈碰撞，促使c原子團分裂成c原子，并在不斷撞擊中促成c=c合成并彼此堆疊，逐漸形成更穩(wěn)定的多原子結(jié)構(gòu)。

11、采用上述結(jié)構(gòu)本發(fā)明取得的有益效果如下：

12、（1）本申請能夠高效地促進碳原子和原子團的蒸發(fā)、電離及碰撞，從而加速富勒烯分子的形成。

13、（2）超聲波振動子和微波雷達的聯(lián)合使用進一步增加了原子團和離子的碰撞頻率，提高了富勒烯的生成速率。

14、（3）整個生產(chǎn)過程在真空環(huán)境中進行，有效避免了外界雜質(zhì)的干擾，確保了產(chǎn)品的純度。

15、（4）使用氬氣作為工作氣體，氬氣是一種惰性氣體，對環(huán)境無污染，且在生產(chǎn)過程中不會產(chǎn)生有害物質(zhì)。

16、（5）本申請有助于減少雜質(zhì)原子的引入，從而提高了富勒烯的純度。

技術(shù)特征：

1.一種高效無污染富勒烯制造裝置，包括支架（1），所述支架（1）上設(shè)有真空箱（2），所述真空箱（2）內(nèi)設(shè)有陶瓷坩堝（10），其特征在于：所述真空箱（2）的上端設(shè)有圓筒（6），所述圓筒（6）內(nèi)設(shè)有電極二（9），所述圓筒（6）內(nèi)設(shè)有電極一（8），所述圓筒（6）內(nèi)設(shè)有進氣孔（7），所述真空箱（2）的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有內(nèi)膽（3），所述內(nèi)膽（3）的側(cè)壁上設(shè)有加熱管（17），所述真空箱（2）的側(cè)壁下端開設(shè)抽氣孔（5），所述真空泵（12）的抽氣管連接抽氣孔（5），所述支架（1）的另一側(cè)壁設(shè)有氬氣存儲罐（14），所述氬氣存儲罐（14）的輸出端貫通連接輸出管（15）的一端，所述輸出管（15）的另一端貫通連接進氣孔（7）的上端，所述真空箱（2）的下端一側(cè)設(shè)有超聲波振動子（11），所述真空箱（2）的下端另一端設(shè)有微波雷達（13）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效無污染富勒烯制造裝置，其特征在于：所述真空箱（2）的外側(cè)壁上設(shè)有波導管（4）。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高效無污染富勒烯制造裝置，其特征在于：所述輸出管（15）上設(shè)有閥門（16）。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高效無污染富勒烯制造裝置，其特征在于：所述內(nèi)膽（3）采用陶瓷材質(zhì)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高效無污染富勒烯制造裝置，其特征在于：所述圓筒（6）采用陶瓷材質(zhì)。

6.一種高效無污染富勒烯制造裝置的使用方法，其特征在于，根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高效無污染富勒烯制造裝置，包括如下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于富勒烯制造技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種高效無污染富勒烯制造裝置及其使用方法，包括支架，所述支架上設(shè)有真空箱，所述真空箱內(nèi)設(shè)有陶瓷坩堝，所述真空箱的上端設(shè)有圓筒，所述圓筒內(nèi)設(shè)有電極二，所述圓筒內(nèi)設(shè)有電極一，所述圓筒內(nèi)設(shè)有進氣孔，所述真空箱的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有內(nèi)膽，所述內(nèi)膽的側(cè)壁上設(shè)有加熱管，所述真空箱的側(cè)壁下端開設(shè)抽氣孔，所述真空泵的抽氣管連接抽氣孔；本申請能夠高效地促進碳原子和原子團的蒸發(fā)、電離及碰撞，從而加速富勒烯分子的形成；超聲波振動子和微波雷達的聯(lián)合使用進一步增加了原子團和離子的碰撞頻率，提高了富勒烯的生成速率。

技術(shù)研發(fā)人員：楊紅飛,蔣燕
受保護的技術(shù)使用者：太倉市弘力佳精密機械有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/28