CN111606103A - 一种石墨烯薄膜的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于石墨烯薄膜生产领域，尤其是一种石墨烯薄膜的制备方法，针对现有的石墨烯薄膜在收卷时，只有一个收卷机构，当需要更换收卷辊时，需要停机，直到更换完成才能继续进行收卷，严重降低了工作效率的问题，现提出如下方案，其包括以下步骤：S1：将氧化石墨烯加入到去离子水中，搅拌混合均匀，制得石墨烯溶液；S2：将石墨烯溶液喷涂在薄膜上，烘干，采用收卷装置进行收卷，收卷装置设有两组，两组收卷装置交替使用，一组收卷装置在对薄膜进行收卷时，通过重量传感器对收卷装置的重量进行监测，重量达到预设值时剪断机构将薄膜剪断；本发明通过两组收卷装置的切换使用，能够提高生产效率，同时能够防止灰尘污染薄膜。
Description
技术领域
本发明涉及石墨烯薄膜生产技术领域，尤其涉及一种石墨烯薄膜的制备方法。
背景技术
石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料，石墨烯以其优异的特性，被广泛用于薄膜中。
经检索，公开号：CN105084858B的专利文件公开了一种石墨烯薄膜的制备方法，通过步骤：将氧化石墨烯超声搅拌溶解、离心分离大颗粒、电喷涂布、还原剂还原、剥离收卷，制得石墨烯薄膜，发明的方法制备的石墨烯薄膜厚度均匀，可制得更薄的石墨烯薄膜，并且制得的石墨烯薄膜中间无气泡，具有良好的导热等性能。
但是现有的石墨烯薄膜在收卷时，只有一个收卷机构，当需要更换收卷辊时，需要停机，直到更换完成才能继续进行收卷，严重降低了工作效率，因此我们提出了一种石墨烯薄膜的制备方法，用来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在石墨烯薄膜在收卷时，只有一个收卷机构，当需要更换收卷辊时，需要停机，直到更换完成才能继续进行收卷，严重降低了工作效率的缺点，而提出的一种石墨烯薄膜的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种石墨烯薄膜的制备方法，包括以下步骤：
S1：将氧化石墨烯加入到去离子水中，搅拌混合均匀，制得石墨烯溶液；
S2：将石墨烯溶液喷涂在薄膜上，烘干，采用收卷装置进行收卷，收卷装置设有两组，两组收卷装置交替使用，一组收卷装置在对薄膜进行收卷时，通过重量传感器对收卷装置的重量进行监测，重量达到预设值时剪断机构将薄膜剪断；
S3：薄膜剪断后，驱动机构运转，使两组收卷装置切换，另一组没有收卷薄膜的收卷装置继续进行收卷工作，形成卷材；
S4：将卷材经过装有化学还原剂的水槽，进行连续还原，制得石墨烯薄膜。
优选的，所述S1中，将氧化石墨烯加入到去离子水中，搅拌混合均匀，搅拌速度为700-800r/min，搅拌时间为5-10h。
优选的，所述S2中，烘干温度为100-145℃，收卷装置由电机和收卷辊组成，电机带动收卷辊转动。
优选的，所述S2中，通过重量传感器对收卷装置的重量进行监测，监测的数据传输至控制器，控制器将接收的数据与预设的数据进行对比，对比完成时，控制器向剪断机构发送信号，剪断机构接收信号完成薄膜剪断工作。
优选的，所述S3中，驱动机构为驱动电机和驱动板，两组收卷装置均设在驱动板的顶部，驱动电机与控制器连接，控制器在发出剪断信号后控制驱动电机运行，驱动电机带动驱动板转动180°，完成两组收卷装置的切换，同时控制器控制报警器响起，对工作人员进行提醒。
优选的，所述S2中，收卷装置的上方设有除尘机构，收卷装置运行时除尘机构启动，对空气进行抽吸，采用滤网过滤，防止灰尘污染薄膜。
优选的，所述驱动板的顶部设有接料机构，接料机构由气缸和接料板组成，气缸驱动接料板上下移动，接料板对成卷薄膜进行承托。
优选的，所述S2中，剪断机构由两个电动推杆和两个切刀组装，两个电动推杆驱动两个切刀对薄膜进行切断。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本方案通过设置两组收卷装置，能够进行切换使用，提高生产效率；
本方案通过报警器可以对工作人员进行提醒，能够及时得知收卷情况；
本方案通过除尘机构对灰尘进行处理，防止灰尘污染薄膜；
本方案气缸驱动接料板上下移动，接料板对成卷薄膜进行承托，方便将收卷的薄膜取下；
本发明通过两组收卷装置的切换使用，能够提高生产效率，同时能够防止灰尘污染薄膜。
具体实施方式
下面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。
实施例一
一种石墨烯薄膜的制备方法，包括以下步骤：
S1：将氧化石墨烯加入到去离子水中，搅拌混合均匀，制得石墨烯溶液，搅拌速度为700r/min，搅拌时间为5h；
S2：将石墨烯溶液喷涂在薄膜上，烘干，采用收卷装置进行收卷，收卷装置设有两组，两组收卷装置交替使用，一组收卷装置在对薄膜进行收卷时，通过重量传感器对收卷装置的重量进行监测，监测的数据传输至控制器，控制器将接收的数据与预设的数据进行对比，对比完成时，控制器向剪断机构发送信号，剪断机构接收信号完成薄膜剪断工作，烘干温度为100℃，收卷装置由电机和收卷辊组成，电机带动收卷辊转动，收卷装置的上方设有除尘机构，收卷装置运行时除尘机构启动，对空气进行抽吸，采用滤网过滤，防止灰尘污染薄膜，剪断机构由两个电动推杆和两个切刀组装，两个电动推杆驱动两个切刀对薄膜进行切断；
S3：薄膜剪断后，驱动机构运转，使两组收卷装置切换，另一组没有收卷薄膜的收卷装置继续进行收卷工作，形成卷材，驱动机构为驱动电机和驱动板，两组收卷装置均设在驱动板的顶部，驱动电机与控制器连接，控制器在发出剪断信号后控制驱动电机运行，驱动电机带动驱动板转动180°，完成两组收卷装置的切换，同时控制器控制报警器响起，对工作人员进行提醒，驱动板的顶部设有接料机构，接料机构由气缸和接料板组成，气缸驱动接料板上下移动，接料板对成卷薄膜进行承托；
S4：将卷材经过装有化学还原剂的水槽，进行连续还原，制得石墨烯薄膜。
实施例二
一种石墨烯薄膜的制备方法，包括以下步骤：
S1：将氧化石墨烯加入到去离子水中，搅拌混合均匀，制得石墨烯溶液，搅拌速度为720r/min，搅拌时间为6h；
S2：将石墨烯溶液喷涂在薄膜上，烘干，采用收卷装置进行收卷，收卷装置设有两组，两组收卷装置交替使用，一组收卷装置在对薄膜进行收卷时，通过重量传感器对收卷装置的重量进行监测，监测的数据传输至控制器，控制器将接收的数据与预设的数据进行对比，对比完成时，控制器向剪断机构发送信号，剪断机构接收信号完成薄膜剪断工作，烘干温度为110℃，收卷装置由电机和收卷辊组成，电机带动收卷辊转动，收卷装置的上方设有除尘机构，收卷装置运行时除尘机构启动，对空气进行抽吸，采用滤网过滤，防止灰尘污染薄膜，剪断机构由两个电动推杆和两个切刀组装，两个电动推杆驱动两个切刀对薄膜进行切断；
S3：薄膜剪断后，驱动机构运转，使两组收卷装置切换，另一组没有收卷薄膜的收卷装置继续进行收卷工作，形成卷材，驱动机构为驱动电机和驱动板，两组收卷装置均设在驱动板的顶部，驱动电机与控制器连接，控制器在发出剪断信号后控制驱动电机运行，驱动电机带动驱动板转动180°，完成两组收卷装置的切换，同时控制器控制报警器响起，对工作人员进行提醒，驱动板的顶部设有接料机构，接料机构由气缸和接料板组成，气缸驱动接料板上下移动，接料板对成卷薄膜进行承托；
S4：将卷材经过装有化学还原剂的水槽，进行连续还原，制得石墨烯薄膜。
实施例三
一种石墨烯薄膜的制备方法，包括以下步骤：
S1：将氧化石墨烯加入到去离子水中，搅拌混合均匀，制得石墨烯溶液，搅拌速度为740r/min，搅拌时间为7h；
S2：将石墨烯溶液喷涂在薄膜上，烘干，采用收卷装置进行收卷，收卷装置设有两组，两组收卷装置交替使用，一组收卷装置在对薄膜进行收卷时，通过重量传感器对收卷装置的重量进行监测，监测的数据传输至控制器，控制器将接收的数据与预设的数据进行对比，对比完成时，控制器向剪断机构发送信号，剪断机构接收信号完成薄膜剪断工作，烘干温度为120℃，收卷装置由电机和收卷辊组成，电机带动收卷辊转动，收卷装置的上方设有除尘机构，收卷装置运行时除尘机构启动，对空气进行抽吸，采用滤网过滤，防止灰尘污染薄膜，剪断机构由两个电动推杆和两个切刀组装，两个电动推杆驱动两个切刀对薄膜进行切断；
S3：薄膜剪断后，驱动机构运转，使两组收卷装置切换，另一组没有收卷薄膜的收卷装置继续进行收卷工作，形成卷材，驱动机构为驱动电机和驱动板，两组收卷装置均设在驱动板的顶部，驱动电机与控制器连接，控制器在发出剪断信号后控制驱动电机运行，驱动电机带动驱动板转动180°，完成两组收卷装置的切换，同时控制器控制报警器响起，对工作人员进行提醒，驱动板的顶部设有接料机构，接料机构由气缸和接料板组成，气缸驱动接料板上下移动，接料板对成卷薄膜进行承托；
S4：将卷材经过装有化学还原剂的水槽，进行连续还原，制得石墨烯薄膜。
实施例四
一种石墨烯薄膜的制备方法，包括以下步骤：
S1：将氧化石墨烯加入到去离子水中，搅拌混合均匀，制得石墨烯溶液，搅拌速度为760r/min，搅拌时间为9h；
S2：将石墨烯溶液喷涂在薄膜上，烘干，采用收卷装置进行收卷，收卷装置设有两组，两组收卷装置交替使用，一组收卷装置在对薄膜进行收卷时，通过重量传感器对收卷装置的重量进行监测，监测的数据传输至控制器，控制器将接收的数据与预设的数据进行对比，对比完成时，控制器向剪断机构发送信号，剪断机构接收信号完成薄膜剪断工作，烘干温度为135℃，收卷装置由电机和收卷辊组成，电机带动收卷辊转动，收卷装置的上方设有除尘机构，收卷装置运行时除尘机构启动，对空气进行抽吸，采用滤网过滤，防止灰尘污染薄膜，剪断机构由两个电动推杆和两个切刀组装，两个电动推杆驱动两个切刀对薄膜进行切断；
S3：薄膜剪断后，驱动机构运转，使两组收卷装置切换，另一组没有收卷薄膜的收卷装置继续进行收卷工作，形成卷材，驱动机构为驱动电机和驱动板，两组收卷装置均设在驱动板的顶部，驱动电机与控制器连接，控制器在发出剪断信号后控制驱动电机运行，驱动电机带动驱动板转动180°，完成两组收卷装置的切换，同时控制器控制报警器响起，对工作人员进行提醒，驱动板的顶部设有接料机构，接料机构由气缸和接料板组成，气缸驱动接料板上下移动，接料板对成卷薄膜进行承托；
S4：将卷材经过装有化学还原剂的水槽，进行连续还原，制得石墨烯薄膜。
实施例五
一种石墨烯薄膜的制备方法，包括以下步骤：
S1：将氧化石墨烯加入到去离子水中，搅拌混合均匀，制得石墨烯溶液，搅拌速度为800r/min，搅拌时间为10h；
S2：将石墨烯溶液喷涂在薄膜上，烘干，采用收卷装置进行收卷，收卷装置设有两组，两组收卷装置交替使用，一组收卷装置在对薄膜进行收卷时，通过重量传感器对收卷装置的重量进行监测，监测的数据传输至控制器，控制器将接收的数据与预设的数据进行对比，对比完成时，控制器向剪断机构发送信号，剪断机构接收信号完成薄膜剪断工作，烘干温度为145℃，收卷装置由电机和收卷辊组成，电机带动收卷辊转动，收卷装置的上方设有除尘机构，收卷装置运行时除尘机构启动，对空气进行抽吸，采用滤网过滤，防止灰尘污染薄膜，剪断机构由两个电动推杆和两个切刀组装，两个电动推杆驱动两个切刀对薄膜进行切断；
S3：薄膜剪断后，驱动机构运转，使两组收卷装置切换，另一组没有收卷薄膜的收卷装置继续进行收卷工作，形成卷材，驱动机构为驱动电机和驱动板，两组收卷装置均设在驱动板的顶部，驱动电机与控制器连接，控制器在发出剪断信号后控制驱动电机运行，驱动电机带动驱动板转动180°，完成两组收卷装置的切换，同时控制器控制报警器响起，对工作人员进行提醒，驱动板的顶部设有接料机构，接料机构由气缸和接料板组成，气缸驱动接料板上下移动，接料板对成卷薄膜进行承托；
S4：将卷材经过装有化学还原剂的水槽，进行连续还原，制得石墨烯薄膜。
通过实施例一、二、三、四和五提出的一种石墨烯薄膜的制备方法，能够提高生产效率，同时能够防止灰尘污染薄膜，且实施例三为最佳实施例。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将氧化石墨烯加入到去离子水中，搅拌混合均匀，制得石墨烯溶液；
S2：将石墨烯溶液喷涂在薄膜上，烘干，采用收卷装置进行收卷，收卷装置设有两组，两组收卷装置交替使用，一组收卷装置在对薄膜进行收卷时，通过重量传感器对收卷装置的重量进行监测，重量达到预设值时剪断机构将薄膜剪断；
S3：薄膜剪断后，驱动机构运转，使两组收卷装置切换，另一组没有收卷薄膜的收卷装置继续进行收卷工作，形成卷材；
S4：将卷材经过装有化学还原剂的水槽，进行连续还原，制得石墨烯薄膜。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，所述S1中，将氧化石墨烯加入到去离子水中，搅拌混合均匀，搅拌速度为700-800r/min，搅拌时间为5-10h。
3.根据权利要求1所述的一种石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，所述S2中，烘干温度为100-145℃，收卷装置由电机和收卷辊组成，电机带动收卷辊转动。
4.根据权利要求1所述的一种石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，所述S2中，通过重量传感器对收卷装置的重量进行监测，监测的数据传输至控制器，控制器将接收的数据与预设的数据进行对比，对比完成时，控制器向剪断机构发送信号，剪断机构接收信号完成薄膜剪断工作。
5.根据权利要求1所述的一种石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，所述S3中，驱动机构为驱动电机和驱动板，两组收卷装置均设在驱动板的顶部，驱动电机与控制器连接，控制器在发出剪断信号后控制驱动电机运行，驱动电机带动驱动板转动180°，完成两组收卷装置的切换，同时控制器控制报警器响起，对工作人员进行提醒。
6.根据权利要求1所述的一种石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，所述S2中，收卷装置的上方设有除尘机构，收卷装置运行时除尘机构启动，对空气进行抽吸，采用滤网过滤，防止灰尘污染薄膜。
7.根据权利要求5所述的一种石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，所述驱动板的顶部设有接料机构，接料机构由气缸和接料板组成，气缸驱动接料板上下移动，接料板对成卷薄膜进行承托。
8.根据权利要求1所述的一种石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，所述S2中，剪断机构由两个电动推杆和两个切刀组装，两个电动推杆驱动两个切刀对薄膜进行切断。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20200901 |