CN110759331A - 一种石墨烯镀丝卷材制备装置及生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种石墨烯镀丝卷材的制备装置及采用该装置的石墨烯镀丝卷材的生产工艺，属于石墨烯生产技术领域；公开一种石墨烯镀丝卷材的制备装置，包括反应釜，所述反应釜按石墨烯镀丝卷材生产工艺流程依次设置有原子喷泉器、场效分离器、原子分散器、丝材仓、输丝器、丝材、重组器、费米子増强器、质检器、成品镀丝仓；公开一种石墨烯镀丝卷材的生产工艺。本发明石墨烯镀丝卷材生产设备，做为碳源使用的原料是二氧化碳。设备的耗电量非常小，日耗电量约48度左右。

Description

一种石墨烯镀丝卷材制备装置及生产工艺
技术领域
本发明涉及石墨烯生产技术领域，特别涉及一种石墨烯镀丝卷材的制备装置及采用该装置的石墨烯镀丝卷材的生产工艺；
背景技术
1991年碳纳米管被正式认识并命名，碳纳米管触摸屏首次于2007～2008年间成功被开发出，至今已有多款智能型手机上使用碳纳米管材料制成的触摸屏。与现有的氧化铟锡(ITO)触摸屏不同之处在于：氧化铟锡含有稀有金属″铟″，碳纳米管触摸屏的原料是甲烷、乙烯、二氧化碳等碳氢气体，不受稀有矿产资源的限制；其次，镀膜方法做出的碳纳米管膜具有导电异向性，就像天然内置的图形，不需要光刻、蚀刻和水洗的制程，节省大量水电的使用，较为环保节能。
发明内容
本发明提供特别涉及一种石墨烯镀丝卷材制备装置及生产工艺，本发明的生产装置及生产工艺，属于石墨烯生产领域，有了这个制备装置，就可以实现超长尺寸石墨烯镀丝卷材的连续流水做业才可以大批量生产石墨烯镀丝。
本发明的技术方案为：
一种石墨烯镀丝卷材的制备装置，包括反应釜，所述反应釜内按石墨烯镀丝卷材生产工艺流程依次设置有所述原子喷泉器、场效分离器、原子分散器、输丝器、丝材、重组器、费米子増强器、质检器；所述反应釜外还设置有所述丝材仓、成品镀丝仓；
其中，优选地，所述原子喷泉器设置在所述反应釜内；
其中，优选地，所述场效分离器设置在所述原子喷泉器的下方；
其中，优选地，所述原子分散器设置在所述场效分离器的下方；
其中，优选地，所述输丝器设置在所述应釜内对应所述丝材仓的位置；
其中，优选地，所述丝材设置在所述输丝器和所述重组器之间；
其中，优选地，所述重组器设置在所述原子分散器的下方；
其中，优选地，所述费米子増强器设置在所述重组器旁；
其中，优选地，所述质检器设置在所述费米子増强器旁对应所述成品镀丝仓的位置；
其中，优选地，所述丝材仓设置在所述反应釜外；
其中，优选地，所述成品镀丝仓设置在所述反应釜外；
一种石墨烯镀丝卷材的制备装置，包括反应釜：所述反应釜外的底部还设置有所述电器控制箱、氢气调节总成、二氧化碳调节总成、隋性气体调节总成、湿度温度调节总成、废料回收总成。
一种石墨烯镀丝卷材的生产工艺，包括以下步骤：
(1)加装反应釜上盖后密封；
(2)将氮气送入反应釜内置换出釜内的空气；
(3)将二氧化碳送入反应釜内置换出釜内的氮气；
(4)将隋性保护气体气送入反应釜内置换出釜内的二氧化碳；
(5)通过隋性气体循环把反应釜内的杂质除掉，使反应釜内成为超净釜；
(6)将氢气送入反应釜内；
(7)将二氧化碳送入原子喷泉器内；
(8)原子喷泉器使二氧化碳分子失去氧原子，原子喷泉器释放出碳元素和杂质的混合气体；
(9)场效分离器将混合气体分离纯化的碳元素；
(10)原子分散器使碳元素原子间加大距离在特定的时间內阻止碳元素团聚；
(11)输丝器将丝材送入反应釜中进入重组器内；
(12)重组器将纯净的碳元素气体引导到丝材上，重组器使碳元素原子包裹丝材生长成石墨烯膜，碳元素包裹丝材生长的石墨烯膜，在这里称为石墨烯镀丝；
(13)费米子増强器是増加石墨烯镀丝的抗拉强度；
(14)质检器检验成品石墨烯镀丝质量；
(15)成品镀丝仓把检验后的成品石墨烯镀丝卷收；
一种石墨烯镀丝卷材的生产工艺，包括以下条件：
反应釜内的摄氏温度由-100℃-+305℃之间，反应釜内压力-0.1MPa-1.0MPa之间，所述反应釜内氢气含量由1％-99％之间，所述反应釜内湿度由1％-99％之间；
一种石墨烯镀丝卷材的生产工艺，包括以下镀丝材质，
所述反应釜内使用的镀丝是所述生物丝、人工合成的有机丝、人工制造的无机丝其中的一种，根据不同产品的需要做相应调整。
一种石墨烯镀丝卷材的生产工艺，包括以下原料：
所述反应釜内使用的含碳原料是所述二氧化碳；脱氧剂是所述氢元素。
一种石墨烯镀丝卷材的生产工艺，包括以下保护气体，
所述反应釜内的保护气体是所述氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氮气、二氧化碳其中的一种或几种混和，根据不同的需要做相应调整。
本发明的有益效果：
1.利用碳纳米管导电异向性的定位技术，仅用一层碳纳米管薄膜即可判断触摸点的X、Y座标；碳纳米管触摸屏还具有柔性、抗干扰、防水、耐敲击与刮擦等特性，可以制做出曲面的触摸屏，具有高度的潜力可应用于穿戴式装置、智慧家俱等产品。
利用碳纳米管可做超强纤维，去太空游玩就可乘电梯了，石墨烯镀丝超强纤维可做太空电梯缆绳，做大飞机的外蒙皮可减轻飞机的重量可达15％。
2.本发明一种石墨烯镀丝卷材的生产装置，做为碳源-使用的原料是二氧化碳。设备的耗电量非常小，日耗电量约48度左右。同时结决其她发明家们想结决的而没结的在制造石墨烯过程中的高能耗、时间长、不能量产的难题。
3.在新能源领域如超级大电容器方面、石墨烯锂离子电池方面、太阳能薄膜电池方面等可以有很大的再开发空间。由于其高传导性、高比表面积，可用于制作为电极材料。
本发明生产的石墨烯镀丝卷材可以生产出在这方面所需要的超大尺寸的石墨烯材料。就可制造出-超极大电容器电池、超大石墨烯锂离子电池就可以生产出来，有超极大电容器电池；解决了太阳能薄膜发电有阳光时发的电也可能用不了，无阳光时就没电可用的问题；超大尺寸的太阳能薄膜电池。同时也就解决了现有的矿物燃料污染问题。有了超大尺寸的太阳能薄膜电池，同时也就解决了人类末来对能源超高速的需求问题。因为每天太阳照射到地球上的能量足够现代地球人一年的能量需求还有余。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1本发明一种石墨烯镀丝卷材的制备装置的结构示意图。
图1中，1.原子喷泉器、2.场效分离器、3.原子分散器、4.丝材仓、5.输丝器、6.丝材、7.重组器、8.费米子増强器、9.质检器、10.成品镀丝仓、11.反应釜、12.电器控制箱、13.氢气调节器总成、14.二氧化碳调节器总成、15.隋性气体调节器总成、16.温度湿度调节器总成、17.废料回收器总成；
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它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本实施例提供一种石墨烯膜镀丝卷材的生产装置，该生产装置是由隋性气体保护下的所述反应釜11内，原子喷泉器1的作用使二氧化碳分子失去氧原子，原子喷泉器1释放出碳元素和杂质的混合气体；场效分离器2将混合气体分离纯化碳元素；原子分散器3是使碳元素原子之间距离加大，在特定的时间内阻止碳元素发生团聚；丝材仓4內的丝材经输丝器5将丝材6送入反应釜11内；重组器7引导碳元素到丝材6上，碳元素包裹丝材6生长，碳元素在丝材6表面重组成石墨烯膜，碳元素在丝材6表面生长的石墨烯膜称为石墨烯镀丝；费米子増强器8将强化増加石墨烯镀丝的抗拉强度；质检器9检验石墨烯镀丝质量；成品镀丝仓10把石墨烯镀丝卷收；
成品镀丝仓把石墨烯镀丝卷收成一个宽约680毫米，丝长约达38万千米，一个包装的石墨烯膜镀丝卷材毛重约50Kg。还可根据需要定做更长的石墨烯膜镀丝卷材；
本实施例的石墨烯镀丝卷材装置包括反应釜11；反应釜外底部还设置有所述电器控制箱12控制制备装置的工作；氢气调节器总成13调节氢气在反应釜內的含量；二氧化碳调节器总成14调节原子喷泉器的脱氧速度；隋性气体调节器总成15调节隋性气体在反应釜內的比例；温度湿度调节器总成16平衡反应釜內的温度湿度；废料回收器总成17回收反应釜內的废气废料；
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种石墨烯镀丝卷材的制备装置，其特征在于，包括反应釜：
所述反应釜内按石墨烯镀丝卷材生产工艺流程依次设置有所述原子喷泉器、场效分离器、原子分散器、输丝器、丝材、重组器、费米子増强器、质检器；所述反应釜外还设置有所述丝材仓、成品镀丝仓；
所述原子喷泉器设置在所述反应釜内；
所述场效分离器设置在所述原子喷泉器的下方；
所述原子分散器设置在所述场效分离器的下方；
所述输丝器设置在所述应釜内对应所述丝材仓的位置；
所述丝材设置在所述输丝器和所述重组器之间；
所述重组器设置在所述原子分散器的下方与所述输丝器旁；
所述费米子増强器设置在所述重组器旁；
所述质检器设置在所述费米子増强器旁对应所述成品镀丝仓的位置；
所述丝材仓设置在所述反应釜外；
所述成品镀丝仓设置在所述反应釜外。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯镀丝卷材的生产装置，其特征在于：
所述原子喷泉器、场效分离器、原子分散器、丝材根据数量需要的不同，由一组至一百组组成。
3.根据权利要求1所述的一种石墨烯镀丝卷材的生产装置，其特征在于：
所述反应釜外对应所述质检器的位置，设置有成品镀丝仓，所述成品镀丝仓与所述反应釜同压同气。
4.根据权利要求1所述的一种石墨烯镀丝卷材的生产装置，其特征在于：
所述反应釜外对应所述输丝器的位置设置有丝材仓，所述丝材仓与所述反应釜同压同气。
5.根据权利要求1所述的一种石墨烯镀丝卷材的生产装置，其特征在于：
所述反应釜外的底部还设置有所述电器控制箱、氢气调节总成、二氧化碳调节总成、隋性气体调节总成、温度湿度调节器总成、废料回收总成。
6.一种石墨烯镀丝卷材的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)加装反应釜上盖后密封；
(2)将氮气送入反应釜内置换出釜内的空气；
(3)将二氧化碳送入反应釜内置换出釜内的氮气；
(4)将隋性保护气体气送入反应釜内置换出釜内的二氧化碳；
(5)通过隋性气体循环把反应釜内的杂质除掉，使反应釜内成为超净釜；
(6)将氢气送入反应釜内；
(7)将二氧化碳送入原子喷泉器内；
(8)原子喷泉器使二氧化碳分子失去氧原子，原子喷泉器释放出碳元素和杂质的混合气体；
(9)场效分离器将混合气体分离、纯化碳元素；
(10)原子分散器使纯化后的碳元素的碳原子之间在特定的时间内不能团聚；
(11)输丝器将丝材送入反应釜內；
(12)重组器引导碳元素将丝材包裹，重组碳元素将丝材包裹生长成为石墨烯膜，经碳元素包裹生长的石墨烯膜，在这里称为石墨烯镀丝；
(13)费米子増强器工作，増加石墨烯镀丝的抗拉强度；
(14)质检器检验石墨烯镀丝的质量；
(15)成品镀丝仓在反应釜外卷收石墨烯镀丝。
7.根据权利要求6所述的一种石墨烯镀丝卷材的生产工艺，其特征在于，包括以下条件：
所述反应釜内的摄氏温度由-100℃-+305℃之间，所述反应釜内湿度由1％-99％之间，所述反应釜内压力-0.1MPa-1.0MPa之间，所述反应釜内氢气含量由1％-99％之间。
8.根据权利要求6所述的一种石墨烯镀丝卷材的生产工艺，其特征在于，包括以下镀丝材质：
所述反应釜内使用的镀丝是所述天然生物丝、人工合成的有机丝、人工制造的无机丝其中的一种，根据不同产品的需要的做相应调整。
9.根据权利要求6所述的一种石墨烯镀丝卷材的生产工艺，其特征在于，包括以下原料：
所述反应釜内使用的碳源是所述二氧化碳；脱氧剂是所述氢元素。
10.根据权利要求6所述的一种石墨烯镀丝卷材的生产工艺，其特征在于，包括以下保护气体：
所述反应釜内的保护气体是所述氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氮气、二氧化碳其中的一种或几种混和，根据不同的需要做相应调整。
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