CN106517169A - 一种单层石墨烯剥离装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单层石墨烯剥离装置，包括剥离釜本体3，所述剥离釜本体3上设有进料管15和测温装置和压力表，加热套17布设在剥离釜本体3的外围，出料管5布设在剥离釜本体3的下部，通过电机1带动旋转的搅拌轴12布设在剥离釜本体3内部，剪刀片11安装在搅拌轴12底部，本发明便于通过设置移动架带动剥离釜移动使整体装置，同时还设有了清洗管道是每次实验之后便于将其清洗干净，本发明使用方便，功能多，适合推广使用，同时还增加了智能电机控制器，采用CD4060定时器芯片和单刀多掷开关组成多档位精密定时结构，能够将定时精度精确到1秒，同时在定时结束后会发出报警声提醒使用者，增加了设备的智能化程度。

Description

一种单层石墨烯剥离装置

技术领域

本发明涉及石墨烯的制备技术，具体是一种单层石墨烯剥离装置。

背景技术

石墨烯具有完美的二维晶体结构，它的晶格是由六个碳原子围成的六边形，厚度为一个原子层。碳原子之间由。键连接，结合方式为sp2杂化，这些。键赋予了石墨烯极其优异的力学性质和结构刚性。石墨烯的硬度比最好的钢铁强100倍，甚至还要超过钻石。在石墨烯中，每个碳原子都有一个未成键的p电子，这些p电子可以在晶体中自由移动，且运动速度高达光速的1/300，赋予了石墨烯良好的导电性。石墨烯是新一代的透明导电材料，在可见光区，四层石墨烯的透过率与传统的工TO薄膜相当，在其它波段，四层石墨烯的透过率远远高于工TO薄膜。目前，石墨烯制备的方法主要有:化学生长法和物理剥离法。相比于效率低、不适合于工业化批量生产的化学生长法，物理剥离法主要是采用低廉的石墨为原料，通过对石墨晶体施加机械力使石墨层间发生剥离，打破石墨层间的范德华力，形成单片石墨烯或寡层石墨烯，这种物理剥离方法更具有工业化前景和适合规模化生产。

如一申请号为CN104118872A公开了一种氧化石墨烯/石墨烯溶液的提纯方法及装置，该方法包括:将待提纯的氧化石墨烯/石墨烯溶液泵入至少一根过滤排管的通道中，将过滤排管置于电解槽的至少一组阴阳电极之间，阴阳电极与过滤排管之间设有辅助液通道;受到阴阳电极之间的电场作用，待提纯的氧化石墨烯/石墨烯溶液中的离子和带电粒子进行电极迁移，将杂质滤出过滤排管外，被辅助液带走，剩余提纯后的氧化石墨烯/石墨烯溶液则从过滤排管泵入至另一个水槽中，形成过滤循环。本发明还包括一种氧化石墨烯/石墨烯溶液的提纯装置。本发明工艺简单，成本低，可提高过滤排管滤出杂质的速度，实现氧化石墨烯/石墨烯溶液的高效率提纯，非常适用于工业生产。

又如一申请号为CN103702935A公开了一种用于生产石墨烯的制程，通过提供多个金属颗粒作为用于石墨烯形成的模板并且提供碳源;在适合石墨烯形成的条件下反应该金属颗粒和碳源;以及在金属颗粒上形成石墨烯颗粒。形成在该金属颗粒上的该石墨烯颗粒的大小和形状大体上与该金属颗粒的大小和形状一致。

对于实验室的石墨烯剥离制备，往往需要小型的剥离釜，这现有的实验设备中，这种设备多都固定的，笨重不好移动，这样做起实验来比较麻烦，同时不易确定剥离釜中的溶液液位高度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单层石墨烯剥离装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种单层石墨烯剥离装置，包括剥离釜本体(3)，所述剥离釜本体(3)上设有进料管(15)和测温装置和压力表，加热套(17)布设在剥离釜本体(3)的外围，出料管(5)布设在剥离釜本体(3)的下部，通过电机(1)带动旋转的搅拌轴(12)布设在剥离釜本体(3)内部，剪刀片(11)安装在搅拌轴(12)底部，定剪刀片(10)布设在剥离釜本体(3)的内壁面上，电机(1)上设有电机控制器（18），所述剥离釜本体(3)的底端还设有废料出口(9)，清洗管道(4)布设在剥离釜本体(3)的上部;所述剥离釜本体(3)下方设有支撑架(6)，所述支撑架(6)安装在移动板车(7)上，所述移动板车(7)上安装有万向轮(8)。

作为本发明进一步的方案：所述电机控制器（18）包括电阻R1、开关S2、芯片IC1和单刀多掷开关S1，所述开关S2的一端连接电源VCC，开关S2的另一端连接电容C2、三极管V1的集电极、继电器J的触点J-1、继电器J的触点J-2和芯片IC1的引脚16，三极管V1的发射极连接继电器J，三极管V1的基极连接电阻R3，电阻R3的另一端连接单刀多掷开关S1的动端1和二极管D1的阳极，二极管D1的阴极连接电阻R1和芯片IC1的引脚11，电阻R1的另一端连接电容C1和电位器RP1的一个固定端，电位器RP1的滑动端连接电位器RP1的另一个固定端和芯片IC1的引脚10，电容C2的另一端连接电阻R2和芯片IC1的引脚12，电阻R2的另一端连接继电器J的另一端、喇叭B、负载A和芯片IC1的引脚8并接地，继电器J的触点J-2的另一端连接喇叭B的另一端，电容C1的另一端连接芯片IC1的引脚9，继电器J的触点J-1的另一端连接负载A的另一端，单刀多掷开关S1的不动端2连接芯片IC1的引脚3，单刀多掷开关S1的不动端3连接芯片IC1的引脚15，单刀多掷开关S1的不动端4连接芯片IC1的引脚4。

作为本发明进一步的方案：所述电机（1）为直流电机。

作为本发明再进一步的方案：所述剪刀片（11）数量为3组，均匀布置，两两间夹角为120°。

作为本发明再进一步的方案：所述剥离釜本体（3）上还设有液位计（2）。

作为本发明再进一步的方案：所述芯片IC1的型号为CD4060。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明便于通过设置移动架带动剥离釜移动使整体装置，同时还设有了清洗管道是每次实验之后便于将其清洗干净，本发明使用方便，功能多，适合推广使用，同时还增加了智能电机控制器，采用CD4060定时器芯片和单刀多掷开关组成多档位精密定时结构，能够将定时精度精确到1秒，同时在定时结束后会发出报警声提醒使用者，增加了设备的智能化程度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为电机控制器的电路图。

图中：1, 电机;2、液位计;3、剥离釜本体;4、清洗管道;5、出料管;6、支撑架；7、移动板车;8、万向轮;9、废料出口;10、定剪刀片;11、剪刀片;12，搅拌轴、15，进料管、17，加热套、18，电机控制器。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

请参阅图1-2，一种单层石墨烯剥离装置，包括剥离釜本体3，所述剥离釜本体3上设有进料管15和测温装置和压力表，加热套17布设在剥离釜本体3的外围，出料管5布设在剥离釜本体3的下部，通过电机1带动旋转的搅拌轴12布设在剥离釜本体3内部，剪刀片11安装在搅拌轴12底部，定剪刀片10布设在剥离釜本体3的内壁面上，电机1上设有电机控制器18，所述剥离釜本体3的底端还设有废料出口9，清洗管道4布设在剥离釜本体3的上部;所述剥离釜本体3下方设有支撑架6，所述支撑架6安装在移动板车7上，所述移动板车7上安装有万向轮8。

电机控制器18包括电阻R1、开关S2、芯片IC1和单刀多掷开关S1，所述开关S2的一端连接电源VCC，开关S2的另一端连接电容C2、三极管V1的集电极、继电器J的触点J-1、继电器J的触点J-2和芯片IC1的引脚16，三极管V1的发射极连接继电器J，三极管V1的基极连接电阻R3，电阻R3的另一端连接单刀多掷开关S1的动端1和二极管D1的阳极，二极管D1的阴极连接电阻R1和芯片IC1的引脚11，电阻R1的另一端连接电容C1和电位器RP1的一个固定端，电位器RP1的滑动端连接电位器RP1的另一个固定端和芯片IC1的引脚10，电容C2的另一端连接电阻R2和芯片IC1的引脚12，电阻R2的另一端连接继电器J的另一端、喇叭B、负载A和芯片IC1的引脚8并接地，继电器J的触点J-2的另一端连接喇叭B的另一端，电容C1的另一端连接芯片IC1的引脚9，继电器J的触点J-1的另一端连接负载A的另一端，单刀多掷开关S1的不动端2连接芯片IC1的引脚3，单刀多掷开关S1的不动端3连接芯片IC1的引脚15，单刀多掷开关S1的不动端4连接芯片IC1的引脚4。

电机1为直流电机。剪刀片11数量为3组，均匀布置，两两间夹角为120°。剥离釜本体3上还设有液位计2。芯片IC1的型号为CD4060。

本发明的工作原理是：通过电机1带动旋转的搅拌轴12布设在剥离釜本体3内部，电机1为PLC控制电机，这样便于控制转速和旋转时间。剪刀片11安装在搅拌轴12底部，定剪刀片10布设在剥离釜本体3的内壁面上，剪刀片11数量为3组，均布布设，两两夹角为120度。所述剥离釜本体3的底端还设有废料出口9，清洗管道4布设在剥离釜本体3的上部;所述剥离釜本体3下方设有支撑架6，所述支撑架6安装在移动板车7上，所述移动板车7上安装有万向轮80

本发明的使用方法是这样的，通过拉动移动板车7移动使整体的剥离釜移动到指定位置，对进料管15进行进料，并启动电机1控制刀片11和定剪刀片10联合作用进行剥离作业，剥离完成后通过出料管5排出到下一步骤。实验完成后，通过清洗管道4加入热水对釜内进行清洗，废水通过废料出口9排出。

电机控制器18的工作原理是：定时时间可从1秒到l小时，由单刀多掷开关S1进行三挡控制，即：S1接通1、2端时，定时时间为1～20秒；S1接通1、3端时，定时时间为15～320秒；S1接通1、4端，定时时间为4～85分钟。具体时间可通过电位器RP1进行精确调节校准定时。定时方式为计数式。CD4060为二进制的14级计数器，开关S2断开后，电路自动清零，定时时间重新开始，刚接通电路时。定时时间到后，CD4060输出高电平，晶体管V1导通，继电器J通电动作，其常闭触点J-1触点断开，切断负载A的供电电源，定时时间结束，同时继电器J的常开触点J-2闭合，喇叭B导通发出报警声，提醒使用者定时结束。

本发明便于通过设置移动架带动剥离釜移动使整体装置，同时还设有了清洗管道是每次实验之后便于将其清洗干净，本发明使用方便，功能多，适合推广使用，同时还增加了智能电机控制器，采用CD4060定时器芯片和单刀多掷开关组成多档位精密定时结构，能够将定时精度精确到1秒，同时在定时结束后会发出报警声提醒使用者，增加了设备的智能化程度。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种单层石墨烯剥离装置，其特征在于，包括剥离釜本体(3)，所述剥离釜本体(3)上设有进料管(15)和测温装置和压力表，加热套(17)布设在剥离釜本体(3)的外围，出料管(5)布设在剥离釜本体(3)的下部，其特征在于，通过电机(1)带动旋转的搅拌轴(12)布设在剥离釜本体(3)内部，剪刀片(11)安装在搅拌轴(12)底部，定剪刀片(10)布设在剥离釜本体(3)的内壁面上，电机(1)上设有电机控制器（18），所述剥离釜本体(3)的底端还设有废料出口(9)，清洗管道(4)布设在剥离釜本体(3)的上部;所述剥离釜本体(3)下方设有支撑架(6)，所述支撑架(6)安装在移动板车(7)上，所述移动板车(7)上安装有万向轮(8)。

2.根据权利要求1所述的一种单层石墨烯剥离装置，其特征在于，所述电机控制器（18）包括电阻R1、开关S2、芯片IC1和单刀多掷开关S1，所述开关S2的一端连接电源VCC，开关S2的另一端连接电容C2、三极管V1的集电极、继电器J的触点J-1、继电器J的触点J-2和芯片IC1的引脚16，三极管V1的发射极连接继电器J，三极管V1的基极连接电阻R3，电阻R3的另一端连接单刀多掷开关S1的动端1和二极管D1的阳极，二极管D1的阴极连接电阻R1和芯片IC1的引脚11，电阻R1的另一端连接电容C1和电位器RP1的一个固定端，电位器RP1的滑动端连接电位器RP1的另一个固定端和芯片IC1的引脚10，电容C2的另一端连接电阻R2和芯片IC1的引脚12，电阻R2的另一端连接继电器J的另一端、喇叭B、负载A和芯片IC1的引脚8并接地，继电器J的触点J-2的另一端连接喇叭B的另一端，电容C1的另一端连接芯片IC1的引脚9，继电器J的触点J-1的另一端连接负载A的另一端，单刀多掷开关S1的不动端2连接芯片IC1的引脚3，单刀多掷开关S1的不动端3连接芯片IC1的引脚15，单刀多掷开关S1的不动端4连接芯片IC1的引脚4。

3.根据权利要求1所述的一种单层石墨烯剥离装置，其特征在于，所述电机（1）为直流电机。

4.根据权利要求2所述的一种单层石墨烯剥离装置，其特征在于，所述剪刀片（11）数量为3组，均匀布置，两两间夹角为120°。

5.根据权利要求1所述的一种单层石墨烯剥离装置，其特征在于，所述剥离釜本体（3）上还设有液位计（2）。

6.根据权利要求2所述的一种单层石墨烯剥离装置，其特征在于，所述芯片IC1的型号为CD4060。