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1. WO2002094713 - PRODUCTION DE NANOTUBES DE CARBONE A GRANDE ECHELLE DANS UN REACTEUR A LIT FLUIDISE A BASE DE NANO-AGGLOMERATS

Numéro de publication WO/2002/094713
Date de publication 28.11.2002
N° de la demande internationale PCT/CN2002/000044
Date du dépôt international 29.01.2002
Demande présentée en vertu du Chapitre 2 05.06.2002
CIB
C01B 31/02 2006.01
CCHIMIE; MÉTALLURGIE
01CHIMIE INORGANIQUE
BÉLÉMENTS NON MÉTALLIQUES; LEURS COMPOSÉS
31Carbone; Ses composés
02Préparation du carbone; Purification
CPC
B01J 21/04
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
21Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
02Boron or aluminium; Oxides or hydroxides thereof
04Alumina
B01J 21/08
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
21Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
06Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
08Silica
B01J 21/185
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
21Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
18Carbon
185Carbon nanotubes
B01J 2208/00132
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
2208Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
00008Controlling the process
00017Controlling the temperature
00106by indirect heat exchange
00115with heat exchange elements inside the bed of solid particles
00132Tubes
B01J 23/70
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
23Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
70of the iron group metals or copper
B01J 23/745
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
23Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
70of the iron group metals or copper
74Iron group metals
745Iron
Déposants
  • TSINGHUA UNIVERSITY [CN]/[CN] (AllExceptUS)
  • WEI, Fei [CN]/[CN] (UsOnly)
  • WANG, Yao [CN]/[CN] (UsOnly)
  • LUO, Guohua [CN]/[CN] (UsOnly)
  • YU, Hao [CN]/[CN] (UsOnly)
  • LI, Zhifei [CN]/[CN] (UsOnly)
  • QIAN, Weizhong [CN]/[CN] (UsOnly)
  • WANG, Zhanwen [CN]/[CN] (UsOnly)
  • JIN, Yong [CN]/[CN] (UsOnly)
Inventeurs
  • WEI, Fei
  • WANG, Yao
  • LUO, Guohua
  • YU, Hao
  • LI, Zhifei
  • QIAN, Weizhong
  • WANG, Zhanwen
  • JIN, Yong
Mandataires
  • SHANGHAI ZHI XIN PATENT AGENT LTD.
Données relatives à la priorité
01 1 18349.725.05.2001CN
Langue de publication chinois (ZH)
Langue de dépôt chinois (ZH)
États désignés
Titre
(EN) CONTINUOUS MASS PRODUCTION OF CARBON NANOTUBES IN A NANO-AGGLOMERATE FLUIDIZED-BED AND THE REACTOR
(FR) PRODUCTION DE NANOTUBES DE CARBONE A GRANDE ECHELLE DANS UN REACTEUR A LIT FLUIDISE A BASE DE NANO-AGGLOMERATS
Abrégé
(EN)
The present invention relates to a way to manufacture carbon nanotubes (CNTs) continuously in a novel nano-agglomerate fluidized-bed and the reactor (NAFBR). It belongs to material and chimical engineering fields. The procedure includes loading transition metal compounds on a support, obtaining a supported catalyst of metal nanoparticles by deoxidization or heater decomposition, catalytic pyrolyzing carbon source gases and vapor depositing of carbon atoms in a NAFBR. CNTs 4$m(k)100 nm in diameter and 0.5$m(k)1000 µm in length have been synthesized on catalyst supports. As the result of a careful choice of the catalysts, as well as the agglomerate structures and size, CNT agglomerates ranged 1$m(k)1000 µm have been smoothly fluidized under 0.005$m(k)2 m/s superficial gas velocity. The bed density is ranged 20$m(k)800 kg/m3 in the NAFBR. This unit is simple and easy to be operated in a high intensity, and it can be used to produce high-purity CNTs with graphitoid walls in high-yield.
(FR)
La présente invention concerne un procédé de fabrication de nanotubes de carbone (CNT) à grande échelle dans un nouveau réacteur à lit fluidisé à base de nano-agglomérats (NAFBR). L'invention s'applique aux domaines du génie chimique et du génie des matériaux. Ce procédé consiste à charger des composés métalliques de transition sur un support, à obtenir un catalyseur supporté de nanoparticules métalliques par désoxydation ou décomposition par la chaleur, à effectuer une pyrolyse catalytique des gaz d'alimentation carbonés et à déposer des atomes de carbone par évaporation sous vide dans un réacteur à lit fluidisé. Ce procédé permet de synthétiser des nanotubes de carbone présentant un diamètre compris entre 4 et 100 nm et une longueur comprise entre 0,5 et 1000 $g(m)m sur des supports catalytiques. Ce procédé permet, grâce à un choix précis des catalyseurs, ainsi que des structures et des dimensions des agglomérats, de doucement fluidiser des agglomérats de nanotubes de carbone ayant une longueur comprise entre 1 et 1000 $g(m)m avec une vitesse superficielle du gaz comprise entre 0,005 et 2 m/s. La densité du lit est comprise entre 20 et 800 kg/m3 dans le réacteur à lit fluidisé. Cette unité est de fonctionnement simple à une intensité élevée et peut être utilisée pour produire des nanotubes de carbone de grande pureté avec des parois à base de carbone graphite avec un rendement élevé.
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