CN110980710A - 一种机械制备石墨烯设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械制备石墨烯设备，包括所述主机体内设有绞碎腔，所述绞碎腔下侧设有研磨腔，所述研磨腔下侧设有机械剥离腔，所述机械剥离腔下侧设有超声波剥离腔，所述超声波剥离腔左侧设有离心干燥腔，所述超声波剥离腔下侧设有烘干腔，所述烘干腔左侧设有传动腔一，所述传动腔一左侧设有粉末腔，所述粉末腔位于所述离心干燥腔下侧位置；本发明可以通过所述研磨轮的研磨将破碎后的石墨再次研磨成细小颗粒，便于之后的石墨烯制取；本发明操作简便，制造成本低，可实现将石墨块绞碎，研墨成粉末，再通过机械的方式制成石墨烯，可高效制备石墨烯。

Description

一种机械制备石墨烯设备

技术领域

本发明涉及石墨烯技术领域，具体为一种机械制备石墨烯设备。

背景技术

自从2004年石墨烯被发现，一直成为人们研究的热点，石墨烯是由一层碳原子以sp2杂化形成的蜂窝状六角平面结构的二维材料，是目前世界上已知的最薄且最硬纳米材料，石墨烯具有高的力学模量、热导率、比表面积和电荷迁移率，同时还有较强的机械强度和柔韧性，因此在聚合物复合材料、能源材料、电子通讯、光磁学、生物学等领域具有广阔应用前景。

目前，国内主要采用氧化还原法制备石墨烯，即将石墨进行强氧化处理后得到氧化石墨，对氧化石墨进行剥离得到氧化石墨烯，最后再经过还原处理得到石墨烯；但此法使用强氧化剂和强腐蚀性酸，在石墨烯产品中引入了大量氧气使得表面产生缺陷，在还原时不能完全修复，严重影响了石墨烯的电学性能，且制备过程繁冗耗时，污染环境。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机械制备石墨烯设备，用于克服现有技术中的上述缺陷。

根据本发明的一种机械制备石墨烯设备，包括主机体，所述主机体内设有绞碎腔，所述绞碎腔下侧设有研磨腔，所述研磨腔下侧设有机械剥离腔，所述机械剥离腔下侧设有超声波剥离腔，所述超声波剥离腔左侧设有离心干燥腔，所述超声波剥离腔下侧设有烘干腔，所述烘干腔左侧设有传动腔一，所述传动腔一左侧设有粉末腔，所述粉末腔位于所述离心干燥腔下侧位置，所述烘干腔下侧设有输送腔一，所述输送腔一左侧设有输送腔二，所述输送腔二上侧设有向后延伸的传动腔二，所述输送腔一右侧设有向后延伸的主传动腔二，所述主传动腔二上侧设有NMP溶液腔，所述NMP溶液腔上侧设有分散剂腔，所述绞碎腔后侧设有主传动腔一，所述主传动腔一下侧设有传动腔三，所述传动腔三下侧设有传动腔四，所述传动腔四位于所述主传动腔二左侧位置，所述输送腔二后侧设有向后延伸的传动腔五，所述传动腔五右侧与所述传动腔四左侧连通，所述绞碎腔内设有将大块石墨粉碎成小颗粒石墨的绞碎装置，所述机械剥离腔内设有通过机械运动将石墨烯从石墨中剥离的机械剥离装置，所述离心干燥腔内设有通过离心力将石墨烯悬浮液中的石墨烯分离出来的离心干燥装置，所述输送腔一与所述输送腔二内均设有将未剥离的石墨重新送至剥离的输送装置。

在上述技术方案基础上，所述绞碎装置包括转动设置于所述绞碎腔前后壁之间且向后延伸的传动轴一，所述传动轴一后侧末端延伸至所述主传动腔一内，所述传动轴一后侧末端传动配置有电动机一，所述电动机一后侧末端固设于所述主传动腔一后侧壁，所述绞碎腔前后壁之间还转动设有且向后延伸的传动轴二，所述传动轴二后侧末端延伸至所述主传动腔一内，所述绞碎腔内设有绞碎轮一与绞碎轮二，所述绞碎轮一固设于所述传动轴二上，所述绞碎轮二固设于所述传动轴一上，所述绞碎轮一与所述绞碎轮二上均固设于绞碎齿，所述主传动腔一内设有带轮一，所述带轮一固设于所述传动轴二上，所述传动轴一上固设有带轮二，所述带轮一与所述带轮二之间传动设有皮带一，所述带轮二位于所述电动机前侧，所述传动轴一上还固设有锥齿轮一，所述锥齿轮一位于所述带轮二与所述电动机之间，所述绞碎腔下侧壁开设有与所述研磨腔互通的导料槽一，所述研磨腔下侧壁转动设有上下延伸的传动轴三，所述传动轴三上侧末端延伸至所述研磨腔内，所述传动轴三下侧末端延伸至所述机械剥离腔内，所述传动轴三上侧末端固设有研磨轮，所述研磨轮斜面上开设有多个导料槽六，所述研磨腔内设有带轮三，所述带轮三固设于所述传动轴三上，所述研磨腔后侧壁开设有与所述传动腔三互通的传动槽一，所述传动腔三上下壁之间转动设有向上延伸的传动轴四，所述传动轴四上侧末端延伸至所述主传动腔一内，所述传动轴四上侧末端固设有与所述锥齿轮一啮合传动的锥齿轮二，所述传动腔三内设有带轮四，所述带轮四固设于所述传动轴四上，所述带轮四与所述带轮三之间传动设有皮带二，所述皮带二贯穿所述传动槽一，所述研磨腔左右侧对称设有导料槽二，所述导料槽二与所述机械剥离腔连通，所述研磨腔与所述导料槽二之间设有互通的导料槽三，左侧所述导料槽二左侧壁开设有与所述输送腔二互通的导料槽五，所述绞碎腔上侧壁开设有与外界互通的进料口。

在上述技术方案基础上，所述机械剥离装置包括所述机械剥离腔内设置的搅动板，所述搅动板固设于所述传动轴三上，所述机械剥离腔左右侧对称开设有与其互通的导料槽四，所述导料槽四左右侧壁上对称固设有多个剥离刀片，所述分散剂腔左侧壁设有电控开关门一，所述机械剥离腔下侧壁设有电控开关门二，所述超声波剥离腔左右侧壁上对称固设有超声波发生器，所述超声波剥离腔下侧壁设有电控开关门四，所述烘干腔下侧壁设有电控开关门五，所述烘干腔左右侧壁上对称固设有加热板，所述NMP溶液腔左侧壁设有电控开关门六，所述电控开关门六位于所述加热板上侧位置，所述超声波剥离腔左侧壁与所述离心干燥腔右侧壁之间固设有水泵，所述水泵位于所述超声波发生器上侧位置，所述水泵右侧设有管道一，所述管道一左侧末端固设于所述水泵右侧末端，所述管道一另一端伸入所述超声波剥离腔内中段位置，所述水泵左侧设有管道二，所述管道二右侧末端固设于所述水泵左侧末端，所述管道二另一端伸入所述离心干燥腔内，且末端固设有雾化器。

在上述技术方案基础上，所述离心干燥装置包括转动设置于所述离心干燥腔上下壁之间且向下延伸的传动轴五，所述传动轴五下侧末端延伸至所述传动腔一内，所述离心干燥腔内设有多根搅动杆，所述搅动杆固设于所述传动轴五上，所述离心干燥腔与所述输送腔二之间设有向前延伸至与外界连通的空气槽，所述离心干燥腔左侧壁与所述空气槽右侧壁之间固设有气泵，所述气泵右侧壁与所述离心干燥腔左侧壁之间固设有加热器，所述气泵右侧设有管道三，所述管道三左侧末端固设于所述气泵右侧末端，所述管道三另一端穿过所述加热器伸入所述离心干燥腔内，所述气泵左侧设有管道四，所述管道四右侧末端固设于所述气泵左侧末端，所述管道四另一端伸入所述空气槽内，所述离心干燥腔下侧壁设有电控开关门三，所述传动轴五下侧末端固设有带轮五，所述传动腔一后侧壁开设有与所述传动腔四互通的传动槽二，所述传动腔四上下壁间转动设有传动轴六，所述传动轴六上固设有带轮六，所述带轮五与所述带轮六之间传动设有皮带三，所述皮带三贯穿所述传动槽二，所述传动轴六上还固设有带轮七和锥齿轮三，所述带轮七位于所述带轮六上侧位置，所述锥齿轮三位于所述带轮六下侧位置。

在上述技术方案基础上，所述输送腔一内所述输送装置包括转动设置于所述输送腔一左右壁之间且向右延伸的传动轴七，所述传动轴七右侧末端延伸至所述主传动腔二内，所述输送腔一内设有螺旋片，所述螺旋片固设于所述传动轴七上，所述传动轴七后侧末端传动配置有电动机二，所述电动机二右侧末端固设于所述主传动腔二右侧壁上，所述主传动腔二内设有带轮九，所述带轮九固设于所述传动轴七上，所述主传动腔二左右壁之间转动设有向左延伸的传动轴八，所述传动轴八左侧末端延伸至所述传动腔四内，所述主传动腔二内还设有带轮十，所述带轮十与所述带轮九之间传动设有皮带四，所述传动轴八左侧末端固设有与所述锥齿轮三啮合传动的锥齿轮四，所述输送腔一左侧壁设有电控开关门七。

在上述技术方案基础上，所述输送腔二内所述输送装置包括转动设置于所述输送腔二上下壁之间且向上延伸的螺杆，所述螺杆上侧末端延伸至所述传动腔二内，所述输送腔二内设有与所述螺杆传动配合的螺母，所述螺母上开设有花键槽一，所述螺母外圈套有盛料斗，所述盛料斗内圈固设有花键一，所述盛料斗上开设有盛料槽，所述螺母下侧末端固设有支撑板，所述支撑板上侧壁与所述盛料斗下侧壁之间固设有弹簧一，所述传动腔五上下壁之间转动设有向上延伸的传动轴九，所述传动轴九上侧末端延伸至所述传动腔二内，所述传动轴九上侧末端固设有带轮十一，所述螺杆上侧末端固设有带轮十二，所述带轮十一与所述带轮十二之间传动设有皮带五，所述传动腔五内的所述传动轴九上开设有花键槽二，所述传动轴九上套有套筒，所述套筒内圈固设有花键二，所述套筒上侧末端固设有圆柱齿轮一，所述套筒下侧末端固设有圆柱齿轮二，所述套筒外圈开设有环形槽，所述套筒前侧设有连杆一，所述连杆一与所述套筒之间设有连杆二，所述连杆二前侧末端固设于所述连杆一后侧壁，所述连杆二后侧末端滑动设置于所述环形槽内，所述连杆一前侧壁设有三个卡槽，任意一个所述卡槽内设有球形挡销，所述球形挡销与所述传动腔五前侧壁之间固设有弹簧二，所述连杆一上侧末端固设有圆柱挡销一，所述连杆一下侧末端固设有圆柱挡销二，所述输送腔二后侧壁开设有与所述传动腔五互通的导向槽一和导向槽二，所述导向槽一位于所述导向槽二上侧，所述圆柱挡销一前侧末端穿过所述导向槽一延伸至所述输送腔二内，所述圆柱挡销二前侧末端穿过所述导向槽二延伸至所述输送腔二内，所述传动腔五下侧壁转动设有向上延伸的传动轴十，所述传动轴十位于所述传动轴九后侧，所述传动轴十上侧末端固设有与所述圆柱齿轮二啮合传动的圆柱齿轮三，所述传动腔五上下壁之间转动设有传动轴十一，所述传动轴十一位于所述传动轴十后侧，所述传动轴十一上固设有与所述圆柱齿轮一啮合传动的圆柱齿轮四，所述传动轴十一上还固设有与所述圆柱齿轮三啮合传动的圆柱齿轮五，所述圆柱齿轮五位于所述圆柱齿轮四下侧，所述传动轴十一上还固设有带轮八，所述带轮八位于所述圆柱齿轮五下侧，所述带轮八与所述带轮七之间传动设有皮带六。

本发明的有益效果是：本发明可以通过所述研磨轮的研磨将破碎后的石墨再次研磨成细小颗粒，便于之后的石墨烯制取，还可以通过石墨与所述剥离刀片的接触摩擦，将石墨烯剥离；本发明操作简便，制造成本低，可实现将石墨块绞碎，研墨成粉末，再通过机械的方式制成石墨烯，可高效制备石墨烯。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的一种机械制备石墨烯设备的整体主视结构示意图；

图2是图1中的A-A结构示意图；

图3是图1中的B-B结构示意图；

图4是图1中的C-C处结构示意图；

图5是图2中的D-D处结构示意图；

图6是图2中的E-E处结构示意图；

图7是图1中F处结构示意图；

图8是图3中G处结构示意图；

图9是图1中研磨轮的俯视结构示意图。

具体实施方式

下面结合图1-9对本发明进行详细说明，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。

参照图1-9，根据本发明的实施例的一种机械制备石墨烯设备，包括主机体3，所述主机体3内设有绞碎腔7，所述绞碎腔7下侧设有研磨腔28，所述研磨腔28下侧设有机械剥离腔31，所述机械剥离腔31下侧设有超声波剥离腔26，所述超声波剥离腔26左侧设有离心干燥腔45，所述超声波剥离腔26下侧设有烘干腔38，所述烘干腔38左侧设有传动腔一42，所述传动腔一42左侧设有粉末腔43，所述粉末腔43位于所述离心干燥腔45下侧位置，所述烘干腔38下侧设有输送腔一41，所述输送腔一41左侧设有输送腔二1，所述输送腔二1上侧设有向后延伸的传动腔二4，所述输送腔一41右侧设有向后延伸的主传动腔二33，所述主传动腔二33上侧设有NMP溶液腔29，所述NMP溶液腔29上侧设有分散剂腔13，所述绞碎腔7后侧设有主传动腔一53，所述主传动腔一53下侧设有传动腔三58，所述传动腔三58下侧设有传动腔四63，所述传动腔四63位于所述主传动腔二33左侧位置，所述输送腔二1后侧设有向后延伸的传动腔五83，所述传动腔五83右侧与所述传动腔四63左侧连通，所述绞碎腔7内设有将大块石墨粉碎成小颗粒石墨的绞碎装置116，所述机械剥离腔31内设有通过机械运动将石墨烯从石墨中剥离的机械剥离装置117，所述离心干燥腔45内设有通过离心力将石墨烯悬浮液中的石墨烯分离出来的离心干燥装置118，所述输送腔一41与所述输送腔二1内均设有将未剥离的石墨重新送至剥离的输送装置119。

另外，在一个实施例中，所述绞碎装置116包括转动设置于所述绞碎腔7前后壁之间且向后延伸的传动轴一93，所述传动轴一93后侧末端延伸至所述主传动腔一53内，所述传动轴一93后侧末端传动配置有电动机一55，所述电动机一55后侧末端固设于所述主传动腔一53后侧壁，所述绞碎腔7前后壁之间还转动设有且向后延伸的传动轴二96，所述传动轴二96后侧末端延伸至所述主传动腔一53内，所述绞碎腔7内设有绞碎轮一10与绞碎轮二6，所述绞碎轮一10固设于所述传动轴二96上，所述绞碎轮二6固设于所述传动轴一93上，所述绞碎轮一10与所述绞碎轮二6上均固设于绞碎齿9，所述主传动腔一53内设有带轮一95，所述带轮一95固设于所述传动轴二96上，所述传动轴一93上固设有带轮二52，所述带轮一95与所述带轮二52之间传动设有皮带一94，所述带轮二52位于所述电动机55前侧，所述传动轴一93上还固设有锥齿轮一54，所述锥齿轮一54位于所述带轮二52与所述电动机55之间，所述绞碎腔7下侧壁开设有与所述研磨腔28互通的导料槽一11，所述研磨腔28下侧壁转动设有上下延伸的传动轴三51，所述传动轴三51上侧末端延伸至所述研磨腔28内，所述传动轴三51下侧末端延伸至所述机械剥离腔31内，所述传动轴三51上侧末端固设有研磨轮12，所述研磨轮12斜面上开设有多个导料槽六113，所述研磨腔28内设有带轮三27，所述带轮三27固设于所述传动轴三51上，所述研磨腔28后侧壁开设有与所述传动腔三58互通的传动槽一60，所述传动腔三58上下壁之间转动设有向上延伸的传动轴四57，所述传动轴四57上侧末端延伸至所述主传动腔一53内，所述传动轴四57上侧末端固设有与所述锥齿轮一54啮合传动的锥齿轮二56，所述传动腔三58内设有带轮四59，所述带轮四59固设于所述传动轴四57上，所述带轮四59与所述带轮三27之间传动设有皮带二46，所述皮带二46贯穿所述传动槽一60，所述研磨腔28左右侧对称设有导料槽二15，所述导料槽二15与所述机械剥离腔31连通，所述研磨腔28与所述导料槽二15之间设有互通的导料槽三16，左侧所述导料槽二15左侧壁开设有与所述输送腔二1互通的导料槽五2，所述绞碎腔7上侧壁开设有与外界互通的进料口8；所述绞碎装置116通过所述绞碎轮二6与所述绞碎轮一10的转动，使得大块石墨与所述绞碎齿9之间发生碰撞，将大块石墨变成小块石墨，小块石墨顺着所述导料槽一11进入所述导料槽六113，再通过所述研磨轮12的转动研磨成细小颗粒石墨。

另外，在一个实施例中，所述机械剥离装置117包括所述机械剥离腔31内设置的搅动板50，所述搅动板50固设于所述传动轴三51上，所述机械剥离腔31左右侧对称开设有与其互通的导料槽四30，所述导料槽四30左右侧壁上对称固设有多个剥离刀片97，所述分散剂腔13左侧壁设有电控开关门一14，所述机械剥离腔31下侧壁设有电控开关门二73，所述超声波剥离腔26左右侧壁上对称固设有超声波发生器34，所述超声波剥离腔26下侧壁设有电控开关门四37，所述烘干腔38下侧壁设有电控开关门五36，所述烘干腔38左右侧壁上对称固设有加热板35，所述NMP溶液腔29左侧壁设有电控开关门六32，所述电控开关门六32位于所述加热板35上侧位置，所述超声波剥离腔26左侧壁与所述离心干燥腔45右侧壁之间固设有水泵24，所述水泵24位于所述超声波发生器34上侧位置，所述水泵24右侧设有管道一25，所述管道一25左侧末端固设于所述水泵24右侧末端，所述管道一25另一端伸入所述超声波剥离腔26内中段位置，所述水泵24左侧设有管道二23，所述管道二23右侧末端固设于所述水泵24左侧末端，所述管道二23另一端伸入所述离心干燥腔45内，且末端固设有雾化器22；所述机械剥离装置117通过所述搅动板50的转动带动石墨混合液流动，石墨混合液在流动的过程中，石墨与石墨之间产生摩擦，同时再流过所述导料槽四30时，通过所述剥离刀片97将石墨烯剥离出来，搅拌后的石墨烯混合液，通过电控开关门二73流入所述超声波剥离腔26中，通过超声波再次将石墨烯剥离变薄，在超声波剥离一段时间后，静置一段时间，使得石墨烯混合液沉淀，变成石墨烯悬浮液和石墨混合液，在通过所述水泵24将石墨烯悬浮液抽至所述离心干燥腔45内，同时通过所述雾化器22将石墨烯悬浮液雾化。

另外，在一个实施例中，所述离心干燥装置118包括转动设置于所述离心干燥腔45上下壁之间且向下延伸的传动轴五49，所述传动轴五49下侧末端延伸至所述传动腔一42内，所述离心干燥腔45内设有多根搅动杆21，所述搅动杆21固设于所述传动轴五49上，所述离心干燥腔45与所述输送腔二1之间设有向前延伸至与外界连通的空气槽92，所述离心干燥腔45左侧壁与所述空气槽92右侧壁之间固设有气泵17，所述气泵17右侧壁与所述离心干燥腔45左侧壁之间固设有加热器19，所述气泵17右侧设有管道三20，所述管道三20左侧末端固设于所述气泵17右侧末端，所述管道三20另一端穿过所述加热器19伸入所述离心干燥腔45内，所述气泵17左侧设有管道四18，所述管道四18右侧末端固设于所述气泵17左侧末端，所述管道四18另一端伸入所述空气槽92内，所述离心干燥腔45下侧壁设有电控开关门三44，所述传动轴五49下侧末端固设有带轮五48，所述传动腔一42后侧壁开设有与所述传动腔四63互通的传动槽二64，所述传动腔四63上下壁间转动设有传动轴六61，所述传动轴六61上固设有带轮六65，所述带轮五48与所述带轮六65之间传动设有皮带三47，所述皮带三47贯穿所述传动槽二64，所述传动轴六61上还固设有带轮七62和锥齿轮三86，所述带轮七62位于所述带轮六65上侧位置，所述锥齿轮三86位于所述带轮六65下侧位置；所述离心干燥装置118通过所述气泵17将空气吸入所述离心干燥腔45内，在进入所述离心干燥腔45之前经过所述加热器19加热，然后通过所述搅动杆21转动带动所述离心干燥腔45内的雾态石墨烯悬浮液和热空气流动，在流动的过程中将石墨烯悬浮液中的水分蒸发，将干燥的石墨烯粉末收集在所述粉末腔43内。

另外，在一个实施例中，所述输送腔一41内所述输送装置119包括转动设置于所述输送腔一41左右壁之间且向右延伸的传动轴七39，所述传动轴七39右侧末端延伸至所述主传动腔二33内，所述输送腔一41内设有螺旋片40，所述螺旋片40固设于所述传动轴七39上，所述传动轴七39后侧末端传动配置有电动机二115，所述电动机二115右侧末端固设于所述主传动腔二33右侧壁上，所述主传动腔二33内设有带轮九91，所述带轮九91固设于所述传动轴七39上，所述主传动腔二33左右壁之间转动设有向左延伸的传动轴八88，所述传动轴八88左侧末端延伸至所述传动腔四63内，所述主传动腔二33内还设有带轮十89，所述带轮十89与所述带轮九91之间传动设有皮带四90，所述传动轴八88左侧末端固设有与所述锥齿轮三86啮合传动的锥齿轮四87，所述输送腔一41左侧壁设有电控开关门七114；所述输送装置119通过所述加热板35将石墨混合液中的水分蒸发，变成干燥的石墨颗粒，在经过所述螺旋片40的转动，将石墨颗粒送至所述输送腔二1内。

另外，在一个实施例中，所述输送腔二1内所述输送装置119包括转动设置于所述输送腔二1上下壁之间且向上延伸的螺杆5，所述螺杆5上侧末端延伸至所述传动腔二4内，所述输送腔二1内设有与所述螺杆5传动配合的螺母103，所述螺母103上开设有花键槽一101，所述螺母103外圈套有盛料斗99，所述盛料斗99内圈固设有花键一104，所述盛料斗99上开设有盛料槽98，所述螺母103下侧末端固设有支撑板102，所述支撑板102上侧壁与所述盛料斗99下侧壁之间固设有弹簧一100，所述传动腔五83上下壁之间转动设有向上延伸的传动轴九66，所述传动轴九66上侧末端延伸至所述传动腔二4内，所述传动轴九66上侧末端固设有带轮十一67，所述螺杆5上侧末端固设有带轮十二69，所述带轮十一67与所述带轮十二69之间传动设有皮带五68，所述传动腔五83内的所述传动轴九66上开设有花键槽二106，所述传动轴九66上套有套筒105，所述套筒105内圈固设有花键二108，所述套筒105上侧末端固设有圆柱齿轮一81，所述套筒105下侧末端固设有圆柱齿轮二79，所述套筒105外圈开设有环形槽107，所述套筒105前侧设有连杆一72，所述连杆一72与所述套筒105之间设有连杆二109，所述连杆二109前侧末端固设于所述连杆一72后侧壁，所述连杆二109后侧末端滑动设置于所述环形槽107内，所述连杆一72前侧壁设有三个卡槽110，任意一个所述卡槽110内设有球形挡销112，所述球形挡销112与所述传动腔五83前侧壁之间固设有弹簧二111，所述连杆一72上侧末端固设有圆柱挡销一71，所述连杆一72下侧末端固设有圆柱挡销二74，所述输送腔二1后侧壁开设有与所述传动腔五83互通的导向槽一70和导向槽二75，所述导向槽一70位于所述导向槽二75上侧，所述圆柱挡销一71前侧末端穿过所述导向槽一70延伸至所述输送腔二1内，所述圆柱挡销二74前侧末端穿过所述导向槽二75延伸至所述输送腔二1内，所述传动腔五83下侧壁转动设有向上延伸的传动轴十76，所述传动轴十76位于所述传动轴九66后侧，所述传动轴十76上侧末端固设有与所述圆柱齿轮二79啮合传动的圆柱齿轮三78，所述传动腔五83上下壁之间转动设有传动轴十一82，所述传动轴十一82位于所述传动轴十76后侧，所述传动轴十一82上固设有与所述圆柱齿轮一81啮合传动的圆柱齿轮四80，所述传动轴十一82上还固设有与所述圆柱齿轮三78啮合传动的圆柱齿轮五77，所述圆柱齿轮五77位于所述圆柱齿轮四80下侧，所述传动轴十一82上还固设有带轮八84，所述带轮八84位于所述圆柱齿轮五77下侧，所述带轮八84与所述带轮七62之间传动设有皮带六85；所述输送装置119将所述盛料槽98内的石墨颗粒通过所述螺杆5转动带动所述螺母103向上运动，当螺母103接触到圆柱挡销一71，且带动其向上运动，由于所述圆柱挡销一71向上运动使得所述套筒105处于中位，所述螺杆5停止转动，所述盛料槽98内石墨颗粒通过所述导料槽五2进入所述机械剥离腔31内，当所述盛料斗99变轻后，在所述弹簧一100作用下，使得所述盛料斗99向上运动再次使所述圆柱挡销一71向上运动，使得圆柱齿轮四80与所述圆柱齿轮一81啮合，所述螺杆5反转，螺母下降至初始位置再次装料。。

开始工作时，将大块石墨从所述进料口8投入，所述电动机一55启动，所述电动机一55带动所述传动轴一93转动，所述传动轴一93带动所述绞碎轮二6转动，所述传动轴一93通过所述带轮二52、带轮一95与皮带一94带动所述传动轴二96转动，所述传动轴二96转动带动所述绞碎轮一10转动，所述传动轴一93通过所述锥齿轮一54与所述锥齿轮二56啮合传动带动所述传动轴四57转动，所述传动轴四57通过带轮四59、带轮三27与皮带二46带动所述传动轴三51转动，所述传动轴三51转动带动所述研磨轮12转动，将大块石墨变成细小颗粒石墨。

然后开始剥离石墨烯，细小颗粒石墨顺着所述导料槽三16，导料槽二15进入所述机械剥离腔31内，所述电控开关门一14开启将分散剂腔13内的分散剂倒入所述机械剥离腔31内，所述传动轴三51带动所述搅动板50转动，所述搅动板50带动石墨混合液转动，当机械剥离一段时间后，所述电动机一55关闭，所述电控开关门二73开启，使石墨烯混合液流入所述超声波剥离腔26内，所述电控开关门六32开启，将所述NMP溶液腔29内的NMP溶液倒入所述超声波剥离腔26内，开启所述超声波发生器34，通过超声波产生的能量将石墨烯混合液中的石墨烯层数再次剥离，超声波剥离一段时间后，停止所述超声波发生器34，使所述超声波剥离腔26内石墨烯混合液沉淀，使石墨烯混合液分离成质量轻的石墨烯悬浮液和质量较重的石墨混合液。

之后收集石墨烯，所述电动机二115启动，所述电动机二115带动所述传动轴七39转动，所述传动轴七39通过所述带轮九91、所述皮带四90与所述带轮十89带动所述传动轴八88转动，所述传动轴八88通过所述锥齿轮四87与所述锥齿轮三86啮合传动带动所述传动轴六61转动，所述传动轴六61通过所述带轮六65、所述皮带三47与所述带轮五48带动所述传动轴五49转动，所述传动轴五49带动所述搅动杆21转动，所述离心干燥机构开始运作，将干燥的石墨烯粉末收集在所述粉末腔43内。

最后将未剥离的石墨重新送至剥离，将开启所述电控开关门四37，使所述超声波剥离腔26内剩余石墨混合液进入所述烘干腔38烘干，开启所述电控开关门五36使烘干后的石墨颗粒进入所述输送腔一41内，所述传动轴七39带动所述螺旋片40转动，将石墨颗粒向左输送。

所述传动轴六61通过所述带轮七62、所述带轮八84与所述皮带六85带动所述传动轴十一82转动，同时开启电控开关门七114，使石墨颗粒进入所述盛料槽98内，由于所述盛料斗99变重向所述支撑板102移动，同时通过上述圆柱挡销二74、所述连杆一72与所述连杆二109带动所述套筒105向下移动，使得所述球形挡销112卡入下侧所述卡槽110内，使得所述圆柱齿轮二79、所述圆柱齿轮三78与所述圆柱齿轮五77啮合传动带动所述传动轴九66转动，所述传动轴九66通过所述带轮十一67、所述皮带五68与所述带轮十二69带动所述螺杆5转动，所述螺杆5带动所述螺母103向上移动，移动至拨动所述圆柱挡销一71向上移动，所述圆柱挡销一71向上移动使得所述套筒105向上移动，并且使得所述球形挡销112卡入中间所述卡槽110内，使得所述传动轴十一82停止将动力提供给所述螺杆5。

当所述盛料槽98内的石墨颗粒顺着所述导料槽五2进入所述机械剥离腔31内后，所述盛料斗99变轻，在所述弹簧一100作用下，将所述盛料斗99向上顶，同时使得所述圆柱挡销一71向上移动，所述圆柱挡销一71向上移动使得所述圆柱齿轮四80与所述圆柱齿轮一81啮合，所述传动轴十一82带动所述螺杆5转动，使得螺母103向下移动，重新装填。。

本发明的有益效果是：本发明可以通过所述研磨轮的研磨将破碎后的石墨再次研磨成细小颗粒，便于之后的石墨烯制取，还可以通过石墨与所述剥离刀片的接触摩擦，将石墨烯剥离；本发明操作简便，制造成本低，可实现将石墨块绞碎，研墨成粉末，再通过机械的方式制成石墨烯，可高效制备石墨烯。

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 (6)

1.一种机械制备石墨烯设备，包括主机体，其特征在于：所述主机体内设有绞碎腔，所述绞碎腔下侧设有研磨腔，所述研磨腔下侧设有机械剥离腔，所述机械剥离腔下侧设有超声波剥离腔，所述超声波剥离腔左侧设有离心干燥腔，所述超声波剥离腔下侧设有烘干腔，所述烘干腔左侧设有传动腔一，所述传动腔一左侧设有粉末腔，所述粉末腔位于所述离心干燥腔下侧位置，所述烘干腔下侧设有输送腔一，所述输送腔一左侧设有输送腔二，所述输送腔二上侧设有向后延伸的传动腔二，所述输送腔一右侧设有向后延伸的主传动腔二，所述主传动腔二上侧设有NMP溶液腔，所述NMP溶液腔上侧设有分散剂腔，所述绞碎腔后侧设有主传动腔一，所述主传动腔一下侧设有传动腔三，所述传动腔三下侧设有传动腔四，所述传动腔四位于所述主传动腔二左侧位置，所述输送腔二后侧设有向后延伸的传动腔五，所述传动腔五右侧与所述传动腔四左侧连通，所述绞碎腔内设有将大块石墨粉碎成小颗粒石墨的绞碎装置，所述机械剥离腔内设有通过机械运动将石墨烯从石墨中剥离的机械剥离装置，所述离心干燥腔内设有通过离心力将石墨烯悬浮液中的石墨烯分离出来的离心干燥装置，所述输送腔一与所述输送腔二内均设有将未剥离的石墨重新送至剥离的输送装置。

2.根据权利要求1所述的一种机械制备石墨烯设备，其特征在于：所述绞碎装置包括转动设置于所述绞碎腔前后壁之间且向后延伸的传动轴一，所述传动轴一后侧末端延伸至所述主传动腔一内，所述传动轴一后侧末端传动配置有电动机一，所述电动机一后侧末端固设于所述主传动腔一后侧壁，所述绞碎腔前后壁之间还转动设有且向后延伸的传动轴二，所述传动轴二后侧末端延伸至所述主传动腔一内，所述绞碎腔内设有绞碎轮一与绞碎轮二，所述绞碎轮一固设于所述传动轴二上，所述绞碎轮二固设于所述传动轴一上，所述绞碎轮一与所述绞碎轮二上均固设于绞碎齿，所述主传动腔一内设有带轮一，所述带轮一固设于所述传动轴二上，所述传动轴一上固设有带轮二，所述带轮一与所述带轮二之间传动设有皮带一，所述带轮二位于所述电动机前侧，所述传动轴一上还固设有锥齿轮一，所述锥齿轮一位于所述带轮二与所述电动机之间，所述绞碎腔下侧壁开设有与所述研磨腔互通的导料槽一，所述研磨腔下侧壁转动设有上下延伸的传动轴三，所述传动轴三上侧末端延伸至所述研磨腔内，所述传动轴三下侧末端延伸至所述机械剥离腔内，所述传动轴三上侧末端固设有研磨轮，所述研磨轮斜面上开设有多个导料槽六，所述研磨腔内设有带轮三，所述带轮三固设于所述传动轴三上，所述研磨腔后侧壁开设有与所述传动腔三互通的传动槽一，所述传动腔三上下壁之间转动设有向上延伸的传动轴四，所述传动轴四上侧末端延伸至所述主传动腔一内，所述传动轴四上侧末端固设有与所述锥齿轮一啮合传动的锥齿轮二，所述传动腔三内设有带轮四，所述带轮四固设于所述传动轴四上，所述带轮四与所述带轮三之间传动设有皮带二，所述皮带二贯穿所述传动槽一，所述研磨腔左右侧对称设有导料槽二，所述导料槽二与所述机械剥离腔连通，所述研磨腔与所述导料槽二之间设有互通的导料槽三，左侧所述导料槽二左侧壁开设有与所述输送腔二互通的导料槽五，所述绞碎腔上侧壁开设有与外界互通的进料口。

3.根据权利要求1所述的一种机械制备石墨烯设备，其特征在于：所述机械剥离装置包括所述机械剥离腔内设置的搅动板，所述搅动板固设于所述传动轴三上，所述机械剥离腔左右侧对称开设有与其互通的导料槽四，所述导料槽四左右侧壁上对称固设有多个剥离刀片，所述分散剂腔左侧壁设有电控开关门一，所述机械剥离腔下侧壁设有电控开关门二，所述超声波剥离腔左右侧壁上对称固设有超声波发生器，所述超声波剥离腔下侧壁设有电控开关门四，所述烘干腔下侧壁设有电控开关门五，所述烘干腔左右侧壁上对称固设有加热板，所述NMP溶液腔左侧壁设有电控开关门六，所述电控开关门六位于所述加热板上侧位置，所述超声波剥离腔左侧壁与所述离心干燥腔右侧壁之间固设有水泵，所述水泵位于所述超声波发生器上侧位置，所述水泵右侧设有管道一，所述管道一左侧末端固设于所述水泵右侧末端，所述管道一另一端伸入所述超声波剥离腔内中段位置，所述水泵左侧设有管道二，所述管道二右侧末端固设于所述水泵左侧末端，所述管道二另一端伸入所述离心干燥腔内，且末端固设有雾化器。

4.根据权利要求1所述的一种机械制备石墨烯设备，其特征在于：所述离心干燥装置包括转动设置于所述离心干燥腔上下壁之间且向下延伸的传动轴五，所述传动轴五下侧末端延伸至所述传动腔一内，所述离心干燥腔内设有多根搅动杆，所述搅动杆固设于所述传动轴五上，所述离心干燥腔与所述输送腔二之间设有向前延伸至与外界连通的空气槽，所述离心干燥腔左侧壁与所述空气槽右侧壁之间固设有气泵，所述气泵右侧壁与所述离心干燥腔左侧壁之间固设有加热器，所述气泵右侧设有管道三，所述管道三左侧末端固设于所述气泵右侧末端，所述管道三另一端穿过所述加热器伸入所述离心干燥腔内，所述气泵左侧设有管道四，所述管道四右侧末端固设于所述气泵左侧末端，所述管道四另一端伸入所述空气槽内，所述离心干燥腔下侧壁设有电控开关门三，所述传动轴五下侧末端固设有带轮五，所述传动腔一后侧壁开设有与所述传动腔四互通的传动槽二，所述传动腔四上下壁间转动设有传动轴六，所述传动轴六上固设有带轮六，所述带轮五与所述带轮六之间传动设有皮带三，所述皮带三贯穿所述传动槽二，所述传动轴六上还固设有带轮七和锥齿轮三，所述带轮七位于所述带轮六上侧位置，所述锥齿轮三位于所述带轮六下侧位置。

5.根据权利要求1所述的一种机械制备石墨烯设备，其特征在于：所述输送腔一内所述输送装置包括转动设置于所述输送腔一左右壁之间且向右延伸的传动轴七，所述传动轴七右侧末端延伸至所述主传动腔二内，所述输送腔一内设有螺旋片，所述螺旋片固设于所述传动轴七上，所述传动轴七后侧末端传动配置有电动机二，所述电动机二右侧末端固设于所述主传动腔二右侧壁上，所述主传动腔二内设有带轮九，所述带轮九固设于所述传动轴七上，所述主传动腔二左右壁之间转动设有向左延伸的传动轴八，所述传动轴八左侧末端延伸至所述传动腔四内，所述主传动腔二内还设有带轮十，所述带轮十与所述带轮九之间传动设有皮带四，所述传动轴八左侧末端固设有与所述锥齿轮三啮合传动的锥齿轮四，所述输送腔一左侧壁设有电控开关门七。

6.根据权利要求1所述的一种机械制备石墨烯设备，其特征在于：所述输送腔二内所述输送装置包括转动设置于所述输送腔二上下壁之间且向上延伸的螺杆，所述螺杆上侧末端延伸至所述传动腔二内，所述输送腔二内设有与所述螺杆传动配合的螺母，所述螺母上开设有花键槽一，所述螺母外圈套有盛料斗，所述盛料斗内圈固设有花键一，所述盛料斗上开设有盛料槽，所述螺母下侧末端固设有支撑板，所述支撑板上侧壁与所述盛料斗下侧壁之间固设有弹簧一，所述传动腔五上下壁之间转动设有向上延伸的传动轴九，所述传动轴九上侧末端延伸至所述传动腔二内，所述传动轴九上侧末端固设有带轮十一，所述螺杆上侧末端固设有带轮十二，所述带轮十一与所述带轮十二之间传动设有皮带五，所述传动腔五内的所述传动轴九上开设有花键槽二，所述传动轴九上套有套筒，所述套筒内圈固设有花键二，所述套筒上侧末端固设有圆柱齿轮一，所述套筒下侧末端固设有圆柱齿轮二，所述套筒外圈开设有环形槽，所述套筒前侧设有连杆一，所述连杆一与所述套筒之间设有连杆二，所述连杆二前侧末端固设于所述连杆一后侧壁，所述连杆二后侧末端滑动设置于所述环形槽内，所述连杆一前侧壁设有三个卡槽，任意一个所述卡槽内设有球形挡销，所述球形挡销与所述传动腔五前侧壁之间固设有弹簧二，所述连杆一上侧末端固设有圆柱挡销一，所述连杆一下侧末端固设有圆柱挡销二，所述输送腔二后侧壁开设有与所述传动腔五互通的导向槽一和导向槽二，所述导向槽一位于所述导向槽二上侧，所述圆柱挡销一前侧末端穿过所述导向槽一延伸至所述输送腔二内，所述圆柱挡销二前侧末端穿过所述导向槽二延伸至所述输送腔二内，所述传动腔五下侧壁转动设有向上延伸的传动轴十，所述传动轴十位于所述传动轴九后侧，所述传动轴十上侧末端固设有与所述圆柱齿轮二啮合传动的圆柱齿轮三，所述传动腔五上下壁之间转动设有传动轴十一，所述传动轴十一位于所述传动轴十后侧，所述传动轴十一上固设有与所述圆柱齿轮一啮合传动的圆柱齿轮四，所述传动轴十一上还固设有与所述圆柱齿轮三啮合传动的圆柱齿轮五，所述圆柱齿轮五位于所述圆柱齿轮四下侧，所述传动轴十一上还固设有带轮八，所述带轮八位于所述圆柱齿轮五下侧，所述带轮八与所述带轮七之间传动设有皮带六。

Images