CN110526234A - 一种氮硫共掺杂多孔石墨烯制备设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氮硫共掺杂多孔石墨烯制备设备，其结构包括石墨烯电池设备、支撑脚、冷却器、煅烧装置、导热管、加热机，煅烧装置由机体、氮硫共掺杂多孔石墨烯蓄料器、定型模、推拉杆、气缸、伸缩吊杆组成，将氮硫共掺杂多孔石墨烯原料投入氮硫共掺杂多孔石墨烯蓄料器内，通过气缸驱动推拉杆将定型模往下推动，让定型模插入氮硫共掺杂多孔石墨烯蓄料器内，利用模型槽对氮硫共掺杂多孔石墨烯原料进行定型，利用插孔机构对氮硫共掺杂多孔石墨烯原料进行插孔，提高氮硫共掺杂多孔石墨烯原料之间的间隙，提高异原子掺杂量和介孔的数量可控，让掺杂位点和孔结构的吸附硫活性位点较多，同时提高储锂和储钠的活位点。
Description
技术领域
本发明涉及石墨烯电池领域，尤其是涉及到一种氮硫共掺杂多孔石墨烯制备设备。
背景技术
石墨烯是一种有着完美导电性的二维材料，在过去十多年里，石墨烯一直在改变着众多科学技术领域的景观，特别是凝聚态物理、能量储存和转换以及生物医学研究等领域。氮硫共掺杂多孔石墨烯的制备过程中异原子掺杂量和介孔的数量可控，异原子和孔分布提供了储锂和储钠的活位点；让制备的氮硫共掺杂多孔石墨烯用来储锂和储钠。另外掺杂位点和孔结构也是吸附硫的活性位点，可作为锂硫电池中载硫的载体，但是作为载体的氮硫共掺杂多孔石墨烯形状一般是块状或者圆柱体机构，这样的形状对于掺杂位点和孔结构的吸附硫活性位点较差，不能提高储锂和储钠的活位点。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种氮硫共掺杂多孔石墨烯制备设备，其结构包括石墨烯电池设备、支撑脚、冷却器、煅烧装置、导热管、加热机，所述的石墨烯电池设备底端安装有支撑脚，所述的石墨烯电池设备顶端上从左到右并排设有加热机和煅烧装置，所述的加热机和煅烧装置均与石墨烯电池设备活动连接，所述的加热机和煅烧装置之间通过导热管相连通，所述的煅烧装置底端下安装有冷却器；
所述的煅烧装置由机体、氮硫共掺杂多孔石墨烯蓄料器、定型模、推拉杆、气缸、伸缩吊杆组成，所述的机体内部底端安装有氮硫共掺杂多孔石墨烯蓄料器，所述的机体顶端上设有气缸，所述的机体和气缸通过推拉杆机械连接，所述的机体内部顶端下设有定型模，所述的定型模和推拉杆一端采用间隙配合，所述的定型模顶端左右两侧通过伸缩吊杆与机体相连接。
作为本技术方案的进一步优化，所述的氮硫共掺杂多孔石墨烯蓄料器由盒体、齿轮链带、联动齿轮、卸料杆、伸缩支杆、插孔机构组成，所述的盒体左右两侧设有齿轮链带，所述的盒体和齿轮链带滑动配合，所述的齿轮链带内侧上下两端均安装有联动齿轮，所述的盒体内部底端等距分布设有两个以上的卸料杆，所述的盒体和卸料杆采用间隙配合，所述的盒体内部底端安装有伸缩支杆，所述的齿轮链带与齿轮链带通过插孔机构相连接。
作为本技术方案的进一步优化，所述的卸料杆由支撑杆、第一磁铁、弹簧、第二磁铁、顶料头组成，所述的支撑杆表面上设有顶料头，所述的支撑杆和顶料头滑动配合，所述的支撑杆顶端上设有第一磁铁，所述的支撑杆和第一磁铁胶连接，所述的顶料头内部顶端下设有第二磁铁，所述的顶料头和第二磁铁固定连接，所述的第一磁铁和第二磁铁通过弹簧相连接。
作为本技术方案的进一步优化，所述的插孔机构由连动杆、密封滑板、插孔杆组成，所述的连动杆表面上并排设有两个以上的密封滑板，所述的连动杆和密封滑板活动连接，所述的密封滑板表面上设有两个以上的插孔杆，所述的密封滑板和插孔杆滑动配合。
作为本技术方案的进一步优化，所述的插孔杆还包括凸球，所述的插孔杆表面上设有两个以上的凸球，所述的插孔杆和凸球为一体化结构。
作为本技术方案的进一步优化，所述的定型模由模具体、齿条、模型槽组成，所述的模具体左右两端均设有齿条，所述的模具体和齿条固定连接，所述的模具体内部设有模型槽。
作为本技术方案的进一步优化，所述的齿轮链带表面上设有齿轮槽，用于配合齿条传动。
作为本技术方案的进一步优化，所述的伸缩支杆和插孔机构滑动配合。
作为本技术方案的进一步优化，所述的齿轮链带采用不锈钢材质制作，耐高温，不易损坏。
作为本技术方案的进一步优化，所述的模具体和盒体两者之间相互平行。
作为本技术方案的进一步优化，所述的第一磁铁和第二磁铁为同极磁铁，同极磁铁之间可以产生相斥力。
有益效果
本发明一种氮硫共掺杂多孔石墨烯制备设备，：将氮硫共掺杂多孔石墨烯原料投入盒体内，通过气缸驱动推拉杆带动模具体往下移动，模具体利用齿条带动齿轮链带转动，齿轮链带通过联动齿轮的配合支撑定位，让齿轮链带可以带动连动杆往上移动，连动杆利用插孔杆对模型槽内的氮硫共掺杂多孔石墨烯原料进行插孔，加热机通过导热管对煅烧装置内的氮硫共掺杂多孔石墨烯原料进行煅烧成型，当煅烧完成后，气缸控制推拉杆带动模具体脱离盒体，而成型的氮硫共掺杂多孔石墨烯落入密封滑板上，由于模具体的返回带动齿轮链带将连动杆往下移动到一定距离后碰撞到顶料头，顶料头往下移动时，受到支撑杆上的第一磁铁与第二磁铁的相斥力后，顶料头撞击密封滑板使得插孔机构可以将成型的氮硫共掺杂多孔石墨烯卸掉。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：将氮硫共掺杂多孔石墨烯原料投入氮硫共掺杂多孔石墨烯蓄料器内，通过气缸驱动推拉杆将定型模往下推动，让定型模插入氮硫共掺杂多孔石墨烯蓄料器内，利用模型槽对氮硫共掺杂多孔石墨烯原料进行定型，利用插孔机构对氮硫共掺杂多孔石墨烯原料进行插孔，提高氮硫共掺杂多孔石墨烯原料之间的间隙，提高异原子掺杂量和介孔的数量可控，让掺杂位点和孔结构的吸附硫活性位点较多，同时提高储锂和储钠的活位点。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明一种氮硫共掺杂多孔石墨烯制备设备的结构示意图。
图2为本发明一种氮硫共掺杂多孔石墨烯制备设备的正视剖面静止状态结构示意图。
图3为本发明一种氮硫共掺杂多孔石墨烯制备设备的正视剖面工作状态结构示意图。
图4为本发明卸料杆的结构示意图。
图5为本发明插孔机构的结构示意图。
图6为本发明插孔杆的结构示意图。
图7为本发明定型模的结构示意图。
图中：石墨烯电池设备-1、支撑脚-2、冷却器-3、煅烧装置-4、导热管-5、加热机-6、机体-4a、氮硫共掺杂多孔石墨烯蓄料器-4b、定型模-4c、推拉杆-4d、气缸-4e、伸缩吊杆-4f、盒体-4b1、齿轮链带-4b2、联动齿轮-4b3、卸料杆-4b4、伸缩支杆-4b5、插孔机构-4b6、支撑杆-4b41、第一磁铁-4b42、弹簧-4b43、第二磁铁-4b44、顶料头-4b45、连动杆-4b61、密封滑板-4b62、插孔杆-4b63、凸球-b1、模具体-4c1、齿条-4c2、模型槽-4c3。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式以及附图说明，进一步阐述本发明的优选实施方案。
实施例
请参阅图1-图7，本发明提供一种氮硫共掺杂多孔石墨烯制备设备，其结构包括石墨烯电池设备1、支撑脚2、冷却器3、煅烧装置4、导热管5、加热机6，所述的石墨烯电池设备1底端安装有支撑脚2，所述的石墨烯电池设备1顶端上从左到右并排设有加热机6和煅烧装置4，所述的加热机6和煅烧装置4均与石墨烯电池设备1活动连接，所述的加热机6和煅烧装置4之间通过导热管5相连通，所述的煅烧装置4底端下安装有冷却器3，所述的煅烧装置4由机体4a、氮硫共掺杂多孔石墨烯蓄料器4b、定型模4c、推拉杆4d、气缸4e、伸缩吊杆4f组成，所述的机体4a内部底端安装有氮硫共掺杂多孔石墨烯蓄料器4b，所述的机体4a顶端上设有气缸4e，所述的机体4a和气缸4e通过推拉杆4d机械连接，所述的机体4a内部顶端下设有定型模4c，所述的定型模4c和推拉杆4d一端采用间隙配合，所述的定型模4c顶端左右两侧通过伸缩吊杆4f与机体4a相连接。
所述的氮硫共掺杂多孔石墨烯蓄料器4b由盒体4b1、齿轮链带4b2、联动齿轮4b3、卸料杆4b4、伸缩支杆4b5、插孔机构4b6组成，所述的盒体4b1左右两侧设有齿轮链带4b2，所述的盒体4b1和齿轮链带4b2滑动配合，所述的齿轮链带4b2内侧上下两端均安装有联动齿轮4b3，所述的盒体4b1内部底端等距分布设有两个以上的卸料杆4b4，所述的盒体4b1和卸料杆4b4采用间隙配合，所述的盒体4b1内部底端安装有伸缩支杆4b5，所述的齿轮链带4b2与齿轮链带4b2通过插孔机构4b6相连接。
上述的伸缩支杆4b5是用于支撑配合插孔杆4b63的升降工作。
所述的卸料杆4b4由支撑杆4b41、第一磁铁4b42、弹簧4b43、第二磁铁4b44、顶料头4b45组成，所述的支撑杆4b41表面上设有顶料头4b45，所述的支撑杆4b41和顶料头4b45滑动配合，所述的支撑杆4b41顶端上设有第一磁铁4b42，所述的支撑杆4b41和第一磁铁4b42胶连接，所述的顶料头4b45内部顶端下设有第二磁铁4b44，所述的顶料头4b45和第二磁铁4b44固定连接，所述的第一磁铁4b42和第二磁铁4b44通过弹簧4b43相连接。
上述的弹簧4b43是用于支撑卸料杆4b4的下滑距离。
所述的插孔机构4b6由连动杆4b61、密封滑板4b62、插孔杆4b63组成，所述的连动杆4b61表面上并排设有两个以上的密封滑板4b62，所述的连动杆4b61和密封滑板4b62活动连接，所述的密封滑板4b62表面上设有两个以上的插孔杆4b63，所述的密封滑板4b62和插孔杆4b63滑动配合。
上述的密封滑板4b62是用于密封模型槽4c3内的氮硫共掺杂多孔石墨烯原料，让其不会在成型的时候出现偏差。
所述的插孔杆4b63还包括凸球b1，所述的插孔杆4b63表面上设有两个以上的凸球b1，所述的插孔杆4b63和凸球b1为一体化结构。
上述的凸球b1是用于增加氮硫共掺杂多孔石墨烯原料内部的异原子掺杂量和介孔的数量可控。
所述的定型模4c由模具体4c1、齿条4c2、模型槽4c3组成，所述的模具体4c1左右两端均设有齿条4c2，所述的模具体4c1和齿条4c2固定连接，所述的模具体4c1内部设有模型槽4c3。
上述的齿条4c2是用于让齿轮链带4b2带动插孔机构4b6传动工作。
所述的齿轮链带4b2表面上设有齿轮槽，用于配合齿条4c2传动，所述的伸缩支杆4b5和插孔机构4b6滑动配合，所述的齿轮链带4b2采用不锈钢材质制作，耐高温，不易损坏，所述的模具体4c1和盒体4b1两者之间相互平行，所述的第一磁铁4b42和第二磁铁4b44为同极磁铁，同极磁铁之间可以产生相斥力。
本发明的原理：将氮硫共掺杂多孔石墨烯原料投入盒体4b1内，通过气缸4e驱动推拉杆4d带动模具体4c1往下移动，模具体4c1利用齿条4c2带动齿轮链带4b2转动，齿轮链带4b2通过联动齿轮4b3的配合支撑定位，让齿轮链带4b2可以带动连动杆4b61往上移动，连动杆4b61利用插孔杆4b63对模型槽4c3内的氮硫共掺杂多孔石墨烯原料进行插孔，加热机6通过导热管5对煅烧装置4内的氮硫共掺杂多孔石墨烯原料进行煅烧成型，当煅烧完成后，气缸4e控制推拉杆4d带动模具体4c1脱离盒体4b1，而成型的氮硫共掺杂多孔石墨烯落入密封滑板4b62上，由于模具体4c1的返回带动齿轮链带4b2将连动杆4b61往下移动到一定距离后碰撞到顶料头4b45，顶料头4b45往下移动时，受到支撑杆4b41上的第一磁铁4b42与第二磁铁4b44的相斥力后，顶料头4b45撞击密封滑板4b62使得插孔机构4b6可以将成型的氮硫共掺杂多孔石墨烯卸掉。
本发明解决问题的方法是：将氮硫共掺杂多孔石墨烯原料投入氮硫共掺杂多孔石墨烯蓄料器4b内，通过气缸4e驱动推拉杆4d将定型模4c往下推动，让定型模4c插入氮硫共掺杂多孔石墨烯蓄料器4b内，利用模型槽4c3对氮硫共掺杂多孔石墨烯原料进行定型，利用插孔机构4b6对氮硫共掺杂多孔石墨烯原料进行插孔，提高氮硫共掺杂多孔石墨烯原料之间的间隙，提高异原子掺杂量和介孔的数量可控，让掺杂位点和孔结构的吸附硫活性位点较多，同时提高储锂和储钠的活位点。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神或基本特征的前提下，不仅能够以其他的具体形式实现本发明，还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围，因此本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定，而不是上述说明限定。
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)
1.一种氮硫共掺杂多孔石墨烯制备设备，其结构包括石墨烯电池设备(1)、支撑脚(2)、冷却器(3)、煅烧装置(4)、导热管(5)、加热机(6)，所述的石墨烯电池设备(1)底端安装有支撑脚(2)，所述的石墨烯电池设备(1)顶端上从左到右并排设有加热机(6)和煅烧装置(4)，所述的加热机(6)和煅烧装置(4)均与石墨烯电池设备(1)活动连接，所述的加热机(6)和煅烧装置(4)之间通过导热管(5)相连通，所述的煅烧装置(4)底端下安装有冷却器(3)，其特征在于：
所述的煅烧装置(4)由机体(4a)、氮硫共掺杂多孔石墨烯蓄料器(4b)、定型模(4c)、推拉杆(4d)、气缸(4e)、伸缩吊杆(4f)组成，所述的机体(4a)内部底端安装有氮硫共掺杂多孔石墨烯蓄料器(4b)，所述的机体(4a)顶端上设有气缸(4e)，所述的机体(4a)和气缸(4e)通过推拉杆(4d)机械连接，所述的机体(4a)内部顶端下设有定型模(4c)，所述的定型模(4c)和推拉杆(4d)一端采用间隙配合，所述的定型模(4c)顶端左右两侧通过伸缩吊杆(4f)与机体(4a)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种氮硫共掺杂多孔石墨烯制备设备，其特征在于：所述的氮硫共掺杂多孔石墨烯蓄料器(4b)由盒体(4b1)、齿轮链带(4b2)、联动齿轮(4b3)、卸料杆(4b4)、伸缩支杆(4b5)、插孔机构(4b6)组成，所述的盒体(4b1)左右两侧设有齿轮链带(4b2)，所述的盒体(4b1)和齿轮链带(4b2)滑动配合，所述的齿轮链带(4b2)内侧上下两端均安装有联动齿轮(4b3)，所述的盒体(4b1)内部底端等距分布设有两个以上的卸料杆(4b4)，所述的盒体(4b1)和卸料杆(4b4)采用间隙配合，所述的盒体(4b1)内部底端安装有伸缩支杆(4b5)，所述的齿轮链带(4b2)与齿轮链带(4b2)通过插孔机构(4b6)相连接。
3.根据权利要求2所述的一种氮硫共掺杂多孔石墨烯制备设备，其特征在于：所述的卸料杆(4b4)由支撑杆(4b41)、第一磁铁(4b42)、弹簧(4b43)、第二磁铁(4b44)、顶料头(4b45)组成，所述的支撑杆(4b41)表面上设有顶料头(4b45)，所述的支撑杆(4b41)和顶料头(4b45)滑动配合，所述的支撑杆(4b41)顶端上设有第一磁铁(4b42)，所述的支撑杆(4b41)和第一磁铁(4b42)胶连接，所述的顶料头(4b45)内部顶端下设有第二磁铁(4b44)，所述的顶料头(4b45)和第二磁铁(4b44)固定连接，所述的第一磁铁(4b42)和第二磁铁(4b44)通过弹簧(4b43)相连接。
4.根据权利要求2所述的一种氮硫共掺杂多孔石墨烯制备设备，其特征在于：所述的插孔机构(4b6)由连动杆(4b61)、密封滑板(4b62)、插孔杆(4b63)组成，所述的连动杆(4b61)表面上并排设有两个以上的密封滑板(4b62)，所述的连动杆(4b61)和密封滑板(4b62)活动连接，所述的密封滑板(4b62)表面上设有两个以上的插孔杆(4b63)，所述的密封滑板(4b62)和插孔杆(4b63)滑动配合。
5.根据权利要求4所述的一种氮硫共掺杂多孔石墨烯制备设备，其特征在于：所述的插孔杆(4b63)还包括凸球(b1)，所述的插孔杆(4b63)表面上设有两个以上的凸球(b1)，所述的插孔杆(4b63)和凸球(b1)为一体化结构。
6.根据权利要求1所述的一种氮硫共掺杂多孔石墨烯制备设备，其特征在于：所述的定型模(4c)由模具体(4c1)、齿条(4c2)、模型槽(4c3)组成，所述的模具体(4c1)左右两端均设有齿条(4c2)，所述的模具体(4c1)和齿条(4c2)固定连接，所述的模具体(4c1)内部设有模型槽(4c3)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Wen Xiaoling Inventor after: Chen Zhihong Inventor before: Chen Zhihong |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20210721 Address after: 518101 floor 3, building B2, Anle Industrial Zone, No. 172, Hangcheng Avenue, Hangcheng street, Bao'an District, Shenzhen, Guangdong Province Applicant after: Wen Xiaoling Address before: 518057 floors 5 and 6, Sanda science and technology industrial building, Nanshan Science and Technology Park, Shenzhen, Guangdong Applicant before: Chen Zhihong |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20210806 Termination date: 20211007 |