CN113976096A - 一种石墨烯改性可降解材料的加工设备、加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及石墨烯材料技术领域，具体涉及一种石墨烯改性可降解材料的加工设备、加工方法，包括皿盘、兜架和控制器；由于在对氧化石墨烯溶胶进行提取烘干成膜的过程中，会有溶胶残留在膜盘的各处位置，造成对氧化石墨烯材料的浪费，并削弱了对石墨烯改性降解材料的加工效率；故此，本发明利用了设置的贯通口使皿盘中的溶液覆盖在膜盘的底面上，并配合控制皿盘中的液面保持在膜盘的贯通口高度范围内，减少膜盘中的溶液残留量，且利用桁杆上的电磁铁配合伸缩杆间的拉簧，控制伸缩杆对膜盘的卡合动作，在将前一个膜盘放入烘箱后，即可将下一个膜盘卡合放入到皿盘中进行溶液的提取，从而提升了石墨烯改性可降解材料的利用率和加工设备的运行效果。
Description
技术领域
本发明涉及石墨烯材料技术领域，具体涉及一种石墨烯改性可降解材料的加工设备、加工方法。
背景技术
石墨烯是一种由碳原子以组成呈蜂窝状正六边形层状结构的二维材料，仅有一个碳原子层厚，石墨烯具有相当大的比表面积，良好的导电性及光、热、力学特性，是催化剂载体的良好材料；石墨烯族材料重要成员之一的氧化石墨烯，在六元碳环上引入了大量如环氧基、羟基和羧基等电负性的含氧官能团，光催化剂的催化原理为在光照作用下，半导体催化剂的电子受激发跃迁形成单电子，在相应位置形成空穴，通过空穴的氧化作用氧化有机物，从而降低水中的有机物含量；氧化石墨烯在此过程中可以作为电子的传导体，促进空穴的产生，氧化石墨烯可以通过氧化还原法制备，价格低廉，是水中有机物降解过程中较佳的载体。
尽管氧化石墨烯负载半导体催化剂能够起到光催化作用，通过氧化石墨烯改性催化剂对水体中的有机物进行氧化分解，在改性过程中需要将含有氧化石墨烯和催化剂成分形成的水溶胶提取出来进行烘干，形成负载二氧化钛催化剂的氧化石墨烯膜，由于氧化石墨烯较高的成本及单原子层极薄的厚度，在对溶胶进行提取烘干成膜的过程中，会有溶胶残留在膜盘的各处位置，造成对氧化石墨烯材料的浪费，并削弱了对石墨烯改性降解材料的加工效率。
如申请号为CN201310749504.9的一项中国专利公开了一种石墨烯/钨酸铋片层纳米结构可见光催化材料的制备方法及其硅改性方法，该方法以硝酸铋、钨酸盐、正硅酸乙酯和石墨烯为原料，通过有机电解质辅助水热、低温冷冻，陈化、洗涤、干燥等步骤制备了石墨烯/钨酸铋片层纳米结构太阳光催化材料，进一步用硅改性增强该材料的催化性能；该技术方案利用低温冷冻有机电解质辅助水热法获得了具有强吸附、高活性石墨烯/钨酸铋片层可见光催化材料，并通过硅改性进一步提高石墨烯/钨酸铋片层结构的性能；该技术方案的催化材料可应用于污水处理、光降解水、空气净化和太阳能电池等领域；但是该技术方案中涉及添加材料的种类及反应参数控制较多，使得石墨烯的改性过程较繁琐。
鉴于此，本发明提出了一种石墨烯改性可降解材料的加工设备、加工方法，解决了上述技术问题。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提出了一种石墨烯改性可降解材料的加工设备、加工方法，通过皿盘中氧化石墨烯与催化剂形成溶液的自流平特性，使其经贯通口覆盖在膜盘的底面上，并配合控制皿盘中的液面保持在膜盘的贯通口高度范围内，减少膜盘中的溶液残留量，且利用桁杆上的电磁铁配合伸缩杆间的拉簧，控制伸缩杆对膜盘的卡合动作，在将前一个膜盘放入烘箱后，即可将下一个膜盘卡合放入到皿盘中进行溶液的提取，从而提升了石墨烯改性可降解材料的利用率和加工设备的运行效果。
本发明所述的一种石墨烯改性可降解材料的加工设备，包括皿盘、兜架和控制器；所述皿盘用于盛装氧化石墨烯溶液，皿盘的外侧设有兜架；所述兜架中还安装有滑动的桁杆，桁杆通过安装在其上的电机沿兜架移动；所述桁杆上还设有一对滑动的伸缩杆，桁杆的表面还设有拉簧，拉簧的两端固定在桁杆两端的伸缩杆上；所述桁杆的中部还安装有固定的电磁铁，电磁铁两侧的伸缩杆上固连有铁块；所述伸缩杆的底端还设有膜盘，膜盘的侧壁底面上开设有贯通口；所述膜盘为空壳结构漂浮在皿盘中，膜盘朝伸缩杆侧壁中心的顶部还设置有凸起的键型块；所述伸缩杆的底端还设置有内凹的键型坑，伸缩杆通过键型坑卡合在键型块上对膜盘进行固定；所述控制器用于调节加工设备的运行；
现有技术中，通过氧化石墨烯改性催化剂对水体中的有机物进行氧化分解，在改性过程中需要将含有氧化石墨烯和催化剂成分形成的水溶胶提取出来进行烘干，形成负载二氧化钛催化剂的氧化石墨烯膜，由于氧化石墨烯较高的成本及单原子层极薄的厚度，在对溶胶进行提取烘干成膜的过程中，会有溶胶残留在膜盘的各处位置，造成对氧化石墨烯材料的浪费，并削弱了对石墨烯改性降解材料的加工效率；
因此，本发明通过设置在膜盘侧壁底面上的贯通口，配合膜盘的空壳结构，使膜盘漂浮在皿盘的液面上，设置在伸缩杆底端的键型坑，通过伸缩杆间拉簧的作用力，卡合在膜盘顶部凸起的键型块上，继而通过伸缩杆将膜盘的底面压入皿盘的液面下，并控制皿盘中的液面保持在膜盘的贯通口高度范围内，使皿盘中的溶液经贯通口流入膜盘中，接着启动桁杆上的电机使其沿兜架移动，继而带动皿盘中的溶液相对膜盘表面产生流动，使膜盘上提取的溶液趋向均匀的分布状态，然后收起伸缩杆，使膜盘位于皿盘的液面上方，利用溶液在膜盘上的自流平作用，将多余的溶液排出并最终形成一层薄膜，接着将膜盘移向烘箱中，通过启动桁杆上的电磁铁排斥铁块，使伸缩杆克服其间拉簧的作用力沿桁杆撑开，继而脱离对膜盘的卡合，膜盘中的溶液在烘干后形成负载催化剂的氧化石墨烯膜；本发明利用了皿盘中氧化石墨烯与催化剂形成溶液的自流平特性，使其经贯通口覆盖在膜盘的底面上，并配合控制皿盘中的液面保持在膜盘的贯通口高度范围内，减少膜盘中的溶液残留量，且利用桁杆上的电磁铁配合伸缩杆间的拉簧，控制伸缩杆对膜盘的卡合动作，在将前一个膜盘放入烘箱后，即可将下一个膜盘卡合放入到皿盘中进行溶液的提取，从而提升了石墨烯改性可降解材料的利用率和加工设备的运行效果。
优选的，所述膜盘的贯通口底面设置有斜角，膜盘内壁的顶端边缘上设置有切角；所述贯通口的底面低于膜盘的底面；工作时，通过设置在贯通口底面上的斜角，使自流平过程中留存在贯通口部位的溶液流出，配合贯通口低于膜盘的底面，使得留存在膜盘底面上的溶液边缘形成平直的切口，确保烘干后负载催化剂的氧化石墨烯薄膜的形状，同时设置在膜盘侧壁顶端上的切角，增加了膜盘顶部的开口面积，便于放置在烘箱中的膜盘充分接收热辐射作用进行烘干，且位于膜盘侧壁处的切角，加强了对膜盘底面边缘棱角处的烘干效应，缩短了膜盘上氧化石墨烯膜的成型时间，从而提升了石墨烯改性可降解材料加工设备的运行效果。
优选的，所述贯通口下方的膜盘边缘还固连有鳍片，鳍片与桁杆的轴向相垂直；工作时，滑动安装在兜架上的桁杆经伸缩杆带动膜盘在皿盘的溶液中移动，通过设置在膜盘上的鳍片，当皿盘中往复移动的膜盘造成其中的溶液产生绕流时，垂直于桁杆的鳍片能够对膜盘在皿盘中的移动进行导向，降低皿盘中形成绕流的溶液对膜盘的移动过程产生干扰晃动，维持键型块与键型坑间的卡合稳定性，从而提升了石墨烯改性可降解材料加工设备的运行效果。
优选的，所述伸缩杆的底端上设有铰接的柱盘；所述键型坑开设在柱盘朝膜盘的表面，键型坑在柱盘表面的边缘上还设置有圆角；所述柱盘在重力作用下使键型坑与键型块的姿态相匹配；工作时，通过设置在伸缩杆底部铰接的柱盘，柱盘表面在键型坑边缘开设的圆角，以及柱盘自身在重力作用下的姿态，使桁杆上的伸缩杆在靠近向膜盘的过程中，利用键型坑的圆角与可转动的柱盘，增强了键型坑与键型块间卡合的便利性，同时铰接在伸缩杆上的柱盘，配合膜盘侧壁中心部位的键型块，当伸缩杆将膜盘升起至皿盘上方后，在膜盘上提取的溶液分布不均时，通过铰接处使膜盘产生倾斜，将膜盘上分布溶液过多的一侧流出，进一步保持膜盘底面上溶液的流平性，维持氧化石墨烯的成膜质量，从而提升了石墨烯改性可降解材料加工设备的运行效果。
优选的，所述桁杆的表面设置有槽轨，槽轨中安装有伸缩杆间固连的拉簧；所述伸缩杆的顶端通过设置的槽块滑动安装在桁杆的槽轨中；工作时，通过设置在桁杆上的槽轨，用于放置伸缩杆间固连的拉簧，使得拉簧在伸缩过程中产生的轴向扭转，被滑动安装在槽轨中的槽块所限位，继而防止拉簧在伸缩过程中造成桁杆上滑动的伸缩杆间产生相对偏转，致使伸缩杆底部的键型坑难以同时卡合至膜盘两侧的键型块上，确保伸缩杆与膜盘间卡合过程的顺畅进行，从而稳定了石墨烯改性可降解材料加工设备的运行效果。
本发明所述的一种石墨烯改性可降解材料的加工方法，该加工方法适用于上述的石墨烯改性可降解材料的加工设备，该方法包括以下步骤:
S1、石墨烯制备；以60-100目的鳞片石墨为原料，在皿盘中采用浓硫酸中的高锰酸钾与石墨粉末经氧化反应之后，得到棕色的在边缘有衍生羧酸基及在平面上主要为酚羟基和环氧基团的石墨薄片，此石墨薄片层可以经超声剧烈搅拌剥离为氧化石墨烯，并在水中形成稳定、浅棕黄色的单层氧化石墨烯悬浮液；
S2、改性成膜；在S1中的石墨烯悬浮液洗涤至洗涤液pH大于6后，于水中形成分散液，并即刻向分散液中加入四氯化钛，加热水解使分散液中的四氯化钛，使其形成的溶胶吸附在氧化石墨烯上，接着将含有溶胶的分散液提取至膜盘上形成液层，并在烘干后形成负载二氧化钛催化剂的氧化石墨烯膜；
S3、单体膜制备：以PET透明膜为过滤板，将S2中的氧化石墨烯分散液通过抽滤方式分散在过滤板表面，并以涂膜机涂抹均匀，待使用鼓风干燥箱干燥后，在氧化石墨烯的顶部再覆盖一层PET透明膜，并将两层PET透明膜的外侧以热熔方式密封，加工出氧化石墨烯单体膜；
S4、复合反应器：将S3中的单体膜安装到帘式膜反应器中，并使单体膜间形成锥状的立体结构，在帘式膜反应器的使用过程中，使得有机物废水直接通过含有催化剂的氧化石墨烯薄膜完成反应，而不必分散于水中，利用其薄膜做成膜反应器，实现对水处理过程中的不连续处理方式转化为连续处理，增加效率。
本发明的有益效果如下：
1.本发明通过皿盘中氧化石墨烯与催化剂形成溶液的自流平特性，使其经贯通口覆盖在膜盘的底面上，并配合控制皿盘中的液面保持在膜盘的贯通口高度范围内，减少膜盘中的溶液残留量，且利用桁杆上的电磁铁配合伸缩杆间的拉簧，控制伸缩杆对膜盘的卡合动作，在将前一个膜盘放入烘箱后，即可将下一个膜盘卡合放入到皿盘中进行溶液的提取。
2.本发明通过设置在贯通口底面上的斜角，使自流平过程中留存在贯通口部位的溶液流出，配合贯通口低于膜盘的底面，使得留存在膜盘底面上的溶液边缘形成平直的切口，确保烘干后负载催化剂的氧化石墨烯薄膜的形状，同时设置在膜盘侧壁顶端上的切角，增加了膜盘顶部的开口面积，便于放置在烘箱中的膜盘充分接收热辐射作用进行烘干，且位于膜盘侧壁处的切角，加强了对膜盘底面边缘棱角处的烘干效应，缩短了膜盘上氧化石墨烯膜的成型时间。
3.本发明通过设置在桁杆上的槽轨，用于放置伸缩杆间固连的拉簧，使得拉簧在伸缩过程中产生的轴向扭转，被滑动安装在槽轨中的槽块所限位，继而防止拉簧在伸缩过程中造成桁杆上滑动的伸缩杆间产生相对偏转，致使伸缩杆底部的键型坑难以同时卡合至膜盘两侧的键型块上，确保伸缩杆与膜盘间卡合过程的顺畅进行。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。
图1是本发明中石墨烯改性可降解材料加工方法的流程图；
图2是本发明中石墨烯改性可降解材料加工设备的立体图；
图3是本发明中膜盘部件的爆炸图；
图4是图2中A处的局部放大图；
图5是图3中B处的局部放大图；
图中：1、皿盘；2、兜架；3、桁杆；31、电机；32、拉簧；33、电磁铁；34、槽轨；4、伸缩杆；41、铁块；42、键型坑；43、柱盘；44、圆角；45、槽块；5、膜盘；51、贯通口；511、斜角；52、键型块；53、切角；54、鳍片。
具体实施方式
为了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，进一步阐述本发明。
如图1至图5所示，本发明所述的一种石墨烯改性可降解材料的加工设备，包括皿盘1、兜架2和控制器；所述皿盘1用于盛装氧化石墨烯溶液，皿盘1的外侧设有兜架2；所述兜架2中还安装有滑动的桁杆3，桁杆3通过安装在其上的电机31沿兜架2移动；所述桁杆3上还设有一对滑动的伸缩杆4，桁杆3的表面还设有拉簧32，拉簧32的两端固定在桁杆3两端的伸缩杆4上；所述桁杆3的中部还安装有固定的电磁铁33，电磁铁33两侧的伸缩杆4上固连有铁块41；所述伸缩杆4的底端还设有膜盘5，膜盘5的侧壁底面上开设有贯通口51；所述膜盘5为空壳结构漂浮在皿盘1中，膜盘5朝伸缩杆4侧壁中心的顶部还设置有凸起的键型块52；所述伸缩杆4的底端还设置有内凹的键型坑42，伸缩杆4通过键型坑42卡合在键型块52上对膜盘5进行固定；所述控制器用于调节加工设备的运行；
现有技术中，通过氧化石墨烯改性催化剂对水体中的有机物进行氧化分解，在改性过程中需要将含有氧化石墨烯和催化剂成分形成的水溶胶提取出来进行烘干，形成负载二氧化钛催化剂的氧化石墨烯膜，由于氧化石墨烯较高的成本及单原子层极薄的厚度，在对溶胶进行提取烘干成膜的过程中，会有溶胶残留在膜盘5的各处位置，造成对氧化石墨烯材料的浪费，并削弱了对石墨烯改性降解材料的加工效率；
因此，本发明通过设置在膜盘5侧壁底面上的贯通口51，配合膜盘5的空壳结构，使膜盘5漂浮在皿盘1的液面上，设置在伸缩杆4底端的键型坑42，通过伸缩杆4间拉簧32的作用力，卡合在膜盘5顶部凸起的键型块52上，继而通过伸缩杆4将膜盘5的底面压入皿盘1的液面下，并控制皿盘1中的液面保持在膜盘5的贯通口51高度范围内，使皿盘1中的溶液经贯通口51流入膜盘5中，接着启动桁杆3上的电机31使其沿兜架2移动，继而带动皿盘1中的溶液相对膜盘5表面产生流动，使膜盘5上提取的溶液趋向均匀的分布状态，然后收起伸缩杆4，使膜盘5位于皿盘1的液面上方，利用溶液在膜盘5上的自流平作用，将多余的溶液排出并最终形成一层薄膜，接着将膜盘5移向烘箱中，通过启动桁杆3上的电磁铁33排斥铁块41，使伸缩杆4克服其间拉簧32的作用力沿桁杆3撑开，继而脱离对膜盘5的卡合，膜盘5中的溶液在烘干后形成负载催化剂的氧化石墨烯膜；本发明利用了皿盘1中氧化石墨烯与催化剂形成溶液的自流平特性，使其经贯通口51覆盖在膜盘5的底面上，并配合控制皿盘1中的液面保持在膜盘5的贯通口51高度范围内，减少膜盘5中的溶液残留量，且利用桁杆3上的电磁铁33配合伸缩杆4间的拉簧32，控制伸缩杆4对膜盘5的卡合动作，在将前一个膜盘5放入烘箱后，即可将下一个膜盘5卡合放入到皿盘1中进行溶液的提取，从而提升了石墨烯改性可降解材料的利用率和加工设备的运行效果。
作为本发明的一种实施方式，所述膜盘5的贯通口51底面设置有斜角511，膜盘5内壁的顶端边缘上设置有切角53；所述贯通口51的底面低于膜盘5的底面；工作时，通过设置在贯通口51底面上的斜角511，使自流平过程中留存在贯通口51部位的溶液流出，配合贯通口51低于膜盘5的底面，使得留存在膜盘5底面上的溶液边缘形成平直的切口，确保烘干后负载催化剂的氧化石墨烯薄膜的形状，同时设置在膜盘5侧壁顶端上的切角53，增加了膜盘5顶部的开口面积，便于放置在烘箱中的膜盘5充分接收热辐射作用进行烘干，且位于膜盘5侧壁处的切角53，加强了对膜盘5底面边缘棱角处的烘干效应，缩短了膜盘5上氧化石墨烯膜的成型时间，从而提升了石墨烯改性可降解材料加工设备的运行效果。
作为本发明的一种实施方式，所述贯通口51下方的膜盘5边缘还固连有鳍片54，鳍片54与桁杆3的轴向相垂直；工作时，滑动安装在兜架2上的桁杆3经伸缩杆4带动膜盘5在皿盘1的溶液中移动，通过设置在膜盘5上的鳍片54，当皿盘1中往复移动的膜盘5造成其中的溶液产生绕流时，垂直于桁杆3的鳍片54能够对膜盘5在皿盘1中的移动进行导向，降低皿盘1中形成绕流的溶液对膜盘5的移动过程产生干扰晃动，维持键型块52与键型坑42间的卡合稳定性，从而提升了石墨烯改性可降解材料加工设备的运行效果。
作为本发明的一种实施方式，所述伸缩杆4的底端上设有铰接的柱盘43；所述键型坑42开设在柱盘43朝膜盘5的表面，键型坑42在柱盘43表面的边缘上还设置有圆角44；所述柱盘43在重力作用下使键型坑42与键型块52的姿态相匹配；工作时，通过设置在伸缩杆4底部铰接的柱盘43，柱盘43表面在键型坑42边缘开设的圆角44，以及柱盘43自身在重力作用下的姿态，使桁杆3上的伸缩杆4在靠近向膜盘5的过程中，利用键型坑42的圆角44与可转动的柱盘43，增强了键型坑42与键型块52间卡合的便利性，同时铰接在伸缩杆4上的柱盘43，配合膜盘5侧壁中心部位的键型块52，当伸缩杆4将膜盘5升起至皿盘1上方后，在膜盘5上提取的溶液分布不均时，通过铰接处使膜盘5产生倾斜，将膜盘5上分布溶液过多的一侧流出，进一步保持膜盘5底面上溶液的流平性，维持氧化石墨烯的成膜质量，从而提升了石墨烯改性可降解材料加工设备的运行效果。
作为本发明的一种实施方式，所述桁杆3的表面设置有槽轨34，槽轨34中安装有伸缩杆4间固连的拉簧32；所述伸缩杆4的顶端通过设置的槽块45滑动安装在桁杆3的槽轨34中；工作时，通过设置在桁杆3上的槽轨34，用于放置伸缩杆4间固连的拉簧32，使得拉簧32在伸缩过程中产生的轴向扭转，被滑动安装在槽轨34中的槽块45所限位，继而防止拉簧32在伸缩过程中造成桁杆3上滑动的伸缩杆4间产生相对偏转，致使伸缩杆4底部的键型坑42难以同时卡合至膜盘5两侧的键型块52上，确保伸缩杆4与膜盘5间卡合过程的顺畅进行，从而稳定了石墨烯改性可降解材料加工设备的运行效果。
本发明所述的一种石墨烯改性可降解材料的加工方法，该加工方法适用于上述的石墨烯改性可降解材料的加工设备，该方法包括以下步骤:
S1、石墨烯制备；以60-100目的鳞片石墨为原料，在皿盘1中采用浓硫酸中的高锰酸钾与石墨粉末经氧化反应之后，得到棕色的在边缘有衍生羧酸基及在平面上主要为酚羟基和环氧基团的石墨薄片，此石墨薄片层可以经超声剧烈搅拌剥离为氧化石墨烯，并在水中形成稳定、浅棕黄色的单层氧化石墨烯悬浮液；
S2、改性成膜；在S1中的石墨烯悬浮液洗涤至洗涤液pH大于6后，于水中形成分散液，并即刻向分散液中加入四氯化钛，加热水解使分散液中的四氯化钛，使其形成的溶胶吸附在氧化石墨烯上，接着将含有溶胶的分散液提取至膜盘5上形成液层，并在烘干后形成负载二氧化钛催化剂的氧化石墨烯膜；
S3、单体膜制备：以PET透明膜为过滤板，将S2中的氧化石墨烯分散液通过抽滤方式分散在过滤板表面，并以涂膜机涂抹均匀，待使用鼓风干燥箱干燥后，在氧化石墨烯的顶部再覆盖一层PET透明膜，并将两层PET透明膜的外侧以热熔方式密封，加工出氧化石墨烯单体膜；
S4、复合反应器：将S3中的单体膜安装到帘式膜反应器中，并使单体膜间形成锥状的立体结构，在帘式膜反应器的使用过程中，使得有机物废水直接通过含有催化剂的氧化石墨烯薄膜完成反应，而不必分散于水中，利用其薄膜做成膜反应器，实现对水处理过程中的不连续处理方式转化为连续处理，增加效率。
具体工作流程如下：
通过设置在膜盘5侧壁底面上的贯通口51，配合膜盘5的空壳结构，使膜盘5漂浮在皿盘1的液面上，设置在伸缩杆4底端的键型坑42，通过伸缩杆4间拉簧32的作用力，卡合在膜盘5顶部凸起的键型块52上，继而通过伸缩杆4将膜盘5的底面压入皿盘1的液面下，并控制皿盘1中的液面保持在膜盘5的贯通口51高度范围内，使皿盘1中的溶液经贯通口51流入膜盘5中，接着启动桁杆3上的电机31使其沿兜架2移动，继而带动皿盘1中的溶液相对膜盘5表面产生流动，使膜盘5上提取的溶液趋向均匀的分布状态，然后收起伸缩杆4，使膜盘5位于皿盘1的液面上方，利用溶液在膜盘5上的自流平作用，将多余的溶液排出并最终形成一层薄膜，接着将膜盘5移向烘箱中，通过启动桁杆3上的电磁铁33排斥铁块41，使伸缩杆4克服其间拉簧32的作用力沿桁杆3撑开，继而脱离对膜盘5的卡合，膜盘5中的溶液在烘干后形成负载催化剂的氧化石墨烯膜；设置在贯通口51底面上的斜角511，使自流平过程中留存在贯通口51部位的溶液流出，配合贯通口51低于膜盘5的底面，使得留存在膜盘5底面上的溶液边缘形成平直的切口，确保烘干后负载催化剂的氧化石墨烯薄膜的形状，同时设置在膜盘5侧壁顶端上的切角53，增加了膜盘5顶部的开口面积，便于放置在烘箱中的膜盘5充分接收热辐射作用进行烘干，且位于膜盘5侧壁处的切角53，加强了对膜盘5底面边缘棱角处的烘干效应，缩短了膜盘5上氧化石墨烯膜的成型时间；设置在膜盘5上的鳍片54，当皿盘1中往复移动的膜盘5造成其中的溶液产生绕流时，垂直于桁杆3的鳍片54能够对膜盘5在皿盘1中的移动进行导向，降低皿盘1中形成绕流的溶液对膜盘5的移动过程产生干扰晃动，维持键型块52与键型坑42间的卡合稳定性；设置在伸缩杆4底部铰接的柱盘43，柱盘43表面在键型坑42边缘开设的圆角44，以及柱盘43自身在重力作用下的姿态，使桁杆3上的伸缩杆4在靠近向膜盘5的过程中，利用键型坑42的圆角44与可转动的柱盘43，增强了键型坑42与键型块52间卡合的便利性，同时铰接在伸缩杆4上的柱盘43，配合膜盘5侧壁中心部位的键型块52，当伸缩杆4将膜盘5升起至皿盘1上方后，在膜盘5上提取的溶液分布不均时，通过铰接处使膜盘5产生倾斜，将膜盘5上分布溶液过多的一侧流出，进一步保持膜盘5底面上溶液的流平性，维持氧化石墨烯的成膜质量；设置在桁杆3上的槽轨34，用于放置伸缩杆4间固连的拉簧32，使得拉簧32在伸缩过程中产生的轴向扭转，被滑动安装在槽轨34中的槽块45所限位，继而防止拉簧32在伸缩过程中造成桁杆3上滑动的伸缩杆4间产生相对偏转，致使伸缩杆4底部的键型坑42难以同时卡合至膜盘5两侧的键型块52上，确保伸缩杆4与膜盘5间卡合过程的顺畅进行。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。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和范围的前提下，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内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种石墨烯改性可降解材料的加工设备，其特征在于：包括皿盘(1)、兜架(2)和控制器；所述皿盘(1)用于盛装氧化石墨烯溶液，皿盘(1)的外侧设有兜架(2)；所述兜架(2)中还安装有滑动的桁杆(3)，桁杆(3)通过安装在其上的电机(31)沿兜架(2)移动；所述桁杆(3)上还设有一对滑动的伸缩杆(4)，桁杆(3)的表面还设有拉簧(32)，拉簧(32)的两端固定在桁杆(3)两端的伸缩杆(4)上；所述桁杆(3)的中部还安装有固定的电磁铁(33)，电磁铁(33)两侧的伸缩杆(4)上固连有铁块(41)；所述伸缩杆(4)的底端还设有膜盘(5)，膜盘(5)的侧壁底面上开设有贯通口(51)；所述膜盘(5)为空壳结构漂浮在皿盘(1)中，膜盘(5)朝伸缩杆(4)侧壁中心的顶部还设置有凸起的键型块(52)；所述伸缩杆(4)的底端还设置有内凹的键型坑(42)，伸缩杆(4)通过键型坑(42)卡合在键型块(52)上对膜盘(5)进行固定；所述控制器用于调节加工设备的运行。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯改性可降解材料的加工设备，其特征在于：所述膜盘(5)的贯通口(51)底面设置有斜角(511)，膜盘(5)内壁的顶端边缘上设置有切角(53)；所述贯通口(51)的底面低于膜盘(5)的底面。
3.根据权利要求2所述的一种石墨烯改性可降解材料的加工设备，其特征在于：所述贯通口(51)下方的膜盘(5)边缘还固连有鳍片(54)，鳍片(54)与桁杆(3)的轴向相垂直。
4.根据权利要求1所述的一种石墨烯改性可降解材料的加工设备，其特征在于：所述伸缩杆(4)的底端上设有铰接的柱盘(43)；所述键型坑(42)开设在柱盘(43)朝膜盘(5)的表面，键型坑(42)在柱盘(43)表面的边缘上还设置有圆角(44)；所述柱盘(43)在重力作用下使键型坑(42)与键型块(52)的姿态相匹配。
5.根据权利要求1所述的一种石墨烯改性可降解材料的加工设备，其特征在于：所述桁杆(3)的表面设置有槽轨(34)，槽轨(34)中安装有伸缩杆(4)间固连的拉簧(32)；所述伸缩杆(4)的顶端通过设置的槽块(45)滑动安装在桁杆(3)的槽轨(34)中。
6.一种石墨烯改性可降解材料的加工方法，其特征在于；该加工方法适用于权利要求1-5中任一项所述的一种石墨烯改性可降解材料的加工设备，该方法包括以下步骤:
S1、石墨烯制备；以60-100目的鳞片石墨为原料，在皿盘(1)中采用浓硫酸中的高锰酸钾与石墨粉末经氧化反应之后，得到棕色的在边缘有衍生羧酸基及在平面上主要为酚羟基和环氧基团的石墨薄片，此石墨薄片层可以经超声剧烈搅拌剥离为氧化石墨烯，并在水中形成稳定、浅棕黄色的单层氧化石墨烯悬浮液；
S2、改性成膜；在S1中的石墨烯悬浮液洗涤至洗涤液pH大于6后，于水中形成分散液，并即刻向分散液中加入四氯化钛，加热水解使分散液中的四氯化钛，使其形成的溶胶吸附在氧化石墨烯上，接着将含有溶胶的分散液提取至膜盘(5)上形成液层，并在烘干后形成负载二氧化钛催化剂的氧化石墨烯膜；
S3、单体膜制备：以PET透明膜为过滤板，将S2中的氧化石墨烯分散液通过抽滤方式分散在过滤板表面，并以涂膜机涂抹均匀，待使用鼓风干燥箱干燥后，在氧化石墨烯的顶部再覆盖一层PET透明膜，并将两层PET透明膜的外侧以热熔方式密封，加工出氧化石墨烯单体膜；
S4、复合反应器：将S3中的单体膜安装到帘式膜反应器中，并使单体膜间形成锥状的立体结构，在帘式膜反应器的使用过程中，使得有机物废水直接通过含有催化剂的氧化石墨烯薄膜完成反应，而不必分散于水中。
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