CN107539974A

CN107539974A - 一种用于石墨烯快速制备的装置

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Publication number: CN107539974A
Application number: CN201710982319.2A
Authority: CN
Inventors: 金建德
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-10-20
Filing date: 2017-10-20
Publication date: 2018-01-05

Abstract

本发明公开了一种用于石墨烯快速制备的装置，包括反应通道，所述反应通道由第一反应桶、第二反应桶和第三反应桶构成，所述反应通道的内部设置有两条相互对称的分散片，两条所述分散片之间设置有九个铝箔放置槽，所述反应通道的底部设置有两条相互对称的安装支架。在反应通道的外部安装温控箱，可快速有效的为反应通道提供石墨烯制备时所需的温度，温控箱调节温度的反馈速度快，因此温度能够得到很好的调节；在反应通道的外部安装真空泵，可在反应通道通入惰性气体前将里面的空气排空，为石墨烯的氧化还原提供良好的反应环境；在反应通道的内安装分散片和铝箔放置槽快速有效的对反应生成的石墨烯进行分散和收集。

Description

一种用于石墨烯快速制备的装置

技术领域

本发明属于石墨烯制备装置相关技术领域，具体涉及一种用于石墨烯快速制备的装置。

背景技术

石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，成功从石墨中分离出石墨烯，证实它可以单独存在，两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯既是最薄的材料，也是最强韧的材料，断裂强度比最好的钢材还要高200倍。同时它又有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的20%。它是目前自然界最薄、强度最高的材料，如果用一块面积1平方米的石墨烯做成吊床，本身重量不足1毫克便可以承受一只一千克的猫。石墨烯目前最有潜力的应用是成为硅的替代品，制造超微型晶体管，用来生产未来的超级计算机。用石墨烯取代硅，计算机处理器的运行速度将会快数百倍。另外，石墨烯几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光。另一方面，它非常致密，即使是最小的气体原子(氦原子)也无法穿透。这些特征使得它非常适合作为透明电子产品的原料，如透明的触摸显示屏、发光板和太阳能电池板。

作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯被称为“黑金”，是新材料之王，科学家甚至预言石墨烯将彻底改变21世纪。极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命。

现有技术的石墨烯制备装置存在以下问题：现有的石墨烯制取方法主要有机械剥离法、SiC外延生长、氧化石墨还原法和CVD化学气相沉积法，其中氧化石墨还原法为主流的石墨烯制备方法，但使用氧化还原法时需要高温和高真空环境，提供这一环境的所消耗的成本较高，不能使石墨烯进行广泛的使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于石墨烯快速制备的装置，以解决上述背景技术中提出的石墨烯制备过程比较繁琐的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于石墨烯快速制备的装置，包括反应通道，所述反应通道由第一反应桶、第二反应桶和第三反应桶构成，所述第一反应桶安装在第二反应桶的一侧，所述第三反应桶安装在第二反应桶远离第一反应桶的一侧，所述第一反应桶远离第二反应桶的一侧设置有进气口，所述进气口远离第一反应桶的一侧设置有进气口盖，所述第一反应桶的顶部设置有进料漏斗，所述进料漏斗的内部设置有筛子，所述第二反应桶的顶部设置有鼓风机，所述鼓风机的外部设置有鼓风机外壳，所述鼓风机外壳的上方设置有电动机，所述电动机的外部设置有电动机外壳，所述电动机与鼓风机之间设置有转轴，所述第二反应桶的底部设置有温控箱，所述温控箱的表面设置有温控箱指示盘，所述温控箱指示盘的一侧设置有温控箱开关，所述第三反应桶的顶部设置有真空泵，所述真空泵的外部设置有真空泵外壳，所述第三反应桶远离第二反应桶的一侧设置有出气口，所述出气口远离第三反应桶的一侧设置有出气口盖，所述反应通道的内部设置有两条相互对称的分散片，两条所述分散片之间设置有九个铝箔放置槽，所述反应通道的底部设置有两条相互对称的安装支架，所述安装支架的两侧设置有膨胀螺丝。

优选的，所述第一反应桶和第二反应桶之间设置有法兰盘，所述第二反应桶和第三反应桶之间也设置有法兰盘，所述法兰盘的两侧设置有两个相互对称的紧固螺丝，所述第一反应桶与第二反应桶和第二反应桶与第三反应桶均通过法兰盘和紧固螺丝可拆卸密封连接。

优选的，所述电动机与鼓风机通过转轴转动连接。

优选的，所述反应通道通过安装支架和膨胀螺丝固定安装在地面上。

优选的，所述进气口与第一反应桶、出气口与第三反应桶和进料漏斗与第一反应桶均为一体式结构。

优选的，所述鼓风机外壳与第二反应桶、温控箱与第二反应桶和真空泵外壳与第三反应桶的连接方式均为焊接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过在反应通道的外部安装温控箱，可快速有效的为反应通道提供石墨烯制备时所需的温度，温控箱调节温度的反馈速度快，因此温度能够得到很好的调节；在反应通道的外部安装真空泵，可在反应通道通入惰性气体前将里面的空气排空，为石墨烯的氧化还原提供良好的反应环境；在反应通道的内安装分散片和铝箔放置槽快速有效的对反应生成的石墨烯进行分散和收集。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的侧视图；

图中：1、反应通道；2、进料漏斗；3、筛子；4、第一反应桶；5、第二反应桶；6、电动机；7、电动机外壳；8、转轴；9、鼓风机；10、鼓风机外壳；11、第三反应桶；12、真空泵；13、真空泵外壳；14、进气口；15、进气口盖；16、出气口；17、出气口盖；18、法兰盘；19、温控箱开关；20、温控箱；21、温控箱指示盘；22、紧固螺丝；23、安装支架；24、膨胀螺丝；25、分散片；26、铝箔放置槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，一种用于石墨烯快速制备的装置，包括反应通道1，反应通道1由第一反应桶4、第二反应桶5和第三反应桶11构成，通过第一反应桶4、第二反应桶5和第三反应桶11可使石墨烯均匀的制备，第一反应桶4安装在第二反应桶5的一侧，第三反应桶11安装在第二反应桶5远离第一反应桶4的一侧，第一反应桶4远离第二反应桶5的一侧设置有进气口14，通过进气口14可将需惰性气体通入反应通道1中，为石墨烯的反应通过环境基础，进气口14远离第一反应桶4的一侧设置有进气口盖15，第一反应桶4的顶部设置有进料漏斗2，进料漏斗2的内部设置有筛子3，通过进料漏斗2和筛子3可将有序的将进料投入反应通道1中，第二反应桶5的顶部设置有鼓风机9，通过鼓风机9可使石墨烯充分反应，鼓风机9的外部设置有鼓风机外壳10，鼓风机外壳10的上方设置有电动机6，电动机6的外部设置有电动机外壳7，电动机6与鼓风机9之间设置有转轴8，第二反应桶5的底部设置有温控箱20，通过温控箱20可实时控制反应通道1的内部温度，为石墨烯的反应提供良好的环境，温控箱20的表面设置有温控箱指示盘21，温控箱指示盘21的一侧设置有温控箱开关19，第三反应桶11的顶部设置有真空泵12，通过真空泵12可将进料前反应通道1中的空气排出，有助于石墨烯的生成真空泵12的外部设置有真空泵外壳13，第三反应桶11远离第二反应桶5的一侧设置有出气口16，出气口16远离第三反应桶11的一侧设置有出气口盖17，反应通道1的内部设置有两条相互对称的分散片25，两条分散片25之间设置有九个铝箔放置槽26，通过分散片25和铝箔放置槽26快速有效的对反应生成的石墨烯进行分散和收集，反应通道1的底部设置有两条相互对称的安装支架23，安装支架23的两侧设置有膨胀螺丝24，通过安装支架23和膨胀螺丝24方便把反应通道1安装在地面上。

使用时，关闭进气口14和出气口16，打开真空泵12将反应通道1内的空气抽掉，再打开进气口盖15在反应通道1内充入惰性气体，同时打开电动环境6为鼓风机9提供动力，使惰性气体在反应通道1的内部充分均匀分布，再打开温控箱20调节到石墨烯氧化还原所需的温度，从进料漏斗2进料，通过筛子3筛选出上好的底料进入反应通道1中反应，生成的石墨烯经分散片25的分散分别储藏在铝箔放置槽26中，待反应完成后拆开第一反应桶4、第二反应桶5和第三反应桶11将内部的铝箔放置槽26取出来，再将铝箔放置槽26中储存的石墨烯提出出来即可。

综上所述，在第二反应桶5的底部安装温控箱20，可快速有效的为反应通道1提供石墨烯制备时所需的温度，温控箱调节温度的反馈速度快，因此温度能够得到很好的调节；在第三反应桶11的顶部安装真空泵12，可在反应通道1通入惰性气体前将里面的空气排空，为石墨烯的氧化还原提供良好的反应环境；在反应通道1的内安装分散片25和铝箔放置槽26快速有效的对反应生成的石墨烯进行分散和收集。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种用于石墨烯快速制备的装置，包括反应通道（1），其特征在于：所述反应通道（1）由第一反应桶（4）、第二反应桶（5）和第三反应桶（11）构成，所述第一反应桶（4）安装在第二反应桶（5）的一侧，第三反应桶（11）安装在第二反应桶（5）远离第一反应桶（4）的一侧，第一反应桶（4）远离第二反应桶（5）的一侧设置有进气口（14），所述进气口（14）远离第一反应桶（4）的一侧设置有进气口盖（15），所述第一反应桶（4）的顶部设置有进料漏斗（2），所述进料漏斗（2）的内部设置有筛子（3），所述第二反应桶（5）的顶部设置有鼓风机（9），所述鼓风机（9）的外部设置有鼓风机外壳（10），所述鼓风机外壳（10）的上方设置有电动机（6），所述电动机（6）的外部设置有电动机外壳（7），所述电动机（6）与鼓风机（9）之间设置有转轴（8），所述第二反应桶（5）的底部设置有温控箱（20），所述温控箱（20）的表面设置有温控箱指示盘（21），所述温控箱指示盘（21）的一侧设置有温控箱开关（19），所述第三反应桶（11）的顶部设置有真空泵（12），所述真空泵（12）的外部设置有真空泵外壳（13），所述第三反应桶（11）远离第二反应桶（5）的一侧设置有出气口（16），所述出气口（16）远离第三反应桶（11）的一侧设置有出气口盖（17），所述反应通道（1）的内部设置有两条相互对称的分散片（25），两条所述分散片（25）之间设置有九个铝箔放置槽（26），所述反应通道（1）的底部设置有两条相互对称的安装支架（23），所述安装支架（23）的两侧设置有膨胀螺丝（24）。

2.根据权利要求1所述的一种用于石墨烯快速制备的装置，其特征在于：所述第一反应桶（4）和第二反应桶（5）之间设置有法兰盘（18），所述第二反应桶（5）和第三反应桶（11）之间也设置有法兰盘（18），所述法兰盘（18）的两侧设置有两个相互对称的紧固螺丝（22），所述第一反应桶（4）与第二反应桶（5）和第二反应桶（5）与第三反应桶（11）均通过法兰盘（18）和紧固螺丝（22）可拆卸密封连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于石墨烯快速制备的装置，其特征在于：所述电动机（6）与鼓风机（9）通过转轴（8）转动连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于石墨烯快速制备的装置，其特征在于：所述反应通道（1）通过安装支架（23）和膨胀螺丝（24）固定安装在地面上。

5.根据权利要求1-4所述的一种用于石墨烯快速制备的装置，其特征在于：所述进气口（14）与第一反应桶（4）、出气口（16）与第三反应桶（11）和进料漏斗（2）与第一反应桶（4）均为一体式结构。

6.根据权利要求1-5所述的一种用于石墨烯快速制备的装置，其特征在于：所述鼓风机外壳（10）与第二反应桶（5）、温控箱（20）与第二反应桶（5）和真空泵外壳（13）与第三反应桶（11）的连接方式均为焊接。

7.一种用于石墨烯快速制备的装置的使用方法，其特征在于：使用时，关闭进气口14和出气口16，打开真空泵12将反应通道1内的空气抽掉，再打开进气口盖15在反应通道1内充入惰性气体，同时打开电动环境6为鼓风机9提供动力，使惰性气体在反应通道1的内部充分均匀分布，再打开温控箱20调节到石墨烯氧化还原所需的温度，从进料漏斗2进料，通过筛子3筛选出上好的底料进入反应通道1中反应，生成的石墨烯经分散片25的分散分别储藏在铝箔放置槽26中，待反应完成后拆开第一反应桶4、第二反应桶5和第三反应桶11将内部的铝箔放置槽26取出来，再将铝箔放置槽26中储存的石墨烯提出出来即可。