CN203807181U - 一种生产石墨烯用反应釜 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及石墨烯生产领域，特别涉及一种生产石墨烯用反应釜。它包括釜体和内胆，釜体外设有与釜体组成密闭空腔的外壳，所述外壳上设有冷却液进口和冷却液出口，所述密闭空腔内设有加热装置和温度传感器，加热装置连接散热片，所述加热装置和温度传感器都与电控箱电路连接。釜体上方设有电控磁力搅拌转换器，搅拌器与电控磁力搅拌转换器连接后伸入釜体内部。本实用新型结构紧凑、密闭恒温高压、操作简便，并能制备出大面积、少层优质石墨烯粉末产品，是一种全新的生产石墨烯装置，其制备的石墨烯材料在锂离子电池、超级电容器、太阳能电池、复合材料和导电剂等领域有着广泛的应用。
Description
（一） 技术领域
本实用新型涉及石墨烯生产领域，特别涉及一种生产石墨烯用反应釜。
（二） 背景技术
石墨烯（Graphene）是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格排列构成的单层平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料，被称为21世纪能源、电子等领域最闪亮的明星，是近年来国际上的研究热点。
当前有可能实现大规模生产石墨烯粉体的方法之一是采用Hummers法（Preparation of graphitic oxide, Journal of the American Chemical Society, 80, 1339）与溶液还原相结合的方法：首先，将石墨进行控温插层氧化处理，得氧化石墨，再超声剥离得到氧化石墨烯，然后用水合肼、硼氢化钠等还原剂还原处理得石墨烯。其石墨插层氧化处理的装置多采用敞开的釜体装置，控温插层操作较难，同时使用的试剂在反应中容易挥发溢出，对环境、对操作工人都有一定的影响。因此，如何开发一种全新的控温插层技术路线，实现石墨烯的低成本批量化生产是当前研究的重点之一。
（三） 发明内容
本实用新型为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种实现石墨烯的低成本批量化生产的生产石墨烯用反应釜。
本实用新型是通过如下技术方案实现的：
一种生产石墨烯用反应釜，包括釜体，釜体内设有内胆，其特征是，所述釜体外设有加热冷凝装置，所述加热冷凝装置包括与釜体组成密闭空腔的外壳，所述外壳上设有冷却液进口和冷却液出口，所述密闭空腔内设有加热装置和温度传感器，加热装置连接散热片，所述加热装置和温度传感器都与电控箱电路连接。
还包括电控磁力搅拌转换器和搅拌器，所述电控磁力搅拌转换器位于釜体上方，搅拌器与电控磁力搅拌转换器连接后伸入釜体内部。
所述散热片缠绕在釜体上。
还包括支撑装置，所述支撑装置包括三条或四条支腿，每条支腿的上端固定在外壳上。
所述内胆和搅拌器由聚四氟材料制成。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型整合了生活中的高压锅与电控磁力搅拌装置的优点：利用高压锅的密闭恒温高压作用使制备石墨烯的原材料快速膨胀氧化，采用电控磁力搅拌装置的搅拌功能，使原料能够被均匀的膨胀。与传统的Hummers法生产石墨烯的装置相比，本实用新型结构紧凑、密闭恒温高压、操作简便，并能制备出大面积、少层优质石墨烯粉末产品，是一种全新的生产石墨烯装置，其制备的石墨烯材料在锂离子电池、超级电容器、太阳能电池、复合材料和导电剂等领域有着广泛的应用。
（四） 附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
图1为本实用新型的剖视结构示意图。
图中，1电控磁力搅拌转换器，2物料进口控制阀，3紧固螺钉，4外壳，5冷却液出口，6釜体，7内胆，8搅拌器，9支腿，10加热装置，11物料出口控制阀，12温度传感器，13冷却液进口，14散热片，15密封圈，16釜盖，17安全阀，18压力表，19固定螺栓，20密闭空腔，21电控箱。
（五） 具体实施方式
附图为本实用新型的具体实施例。如图1所示，该种生产石墨烯用反应釜，包括釜体6，釜体6内设有内胆7，釜体6外连接有与釜体6组成密闭空腔20的外壳4，釜体6上方设有釜盖16，釜盖16通过紧固螺钉3压在外壳4上，釜盖16与内胆7之间配置有密封圈15，釜盖16上设有物料进口控制阀2和压力表18，压力表18与釜盖16之间安装有安全阀17，釜体6下端设有物料出口控制阀11，外壳4上设有冷却液进口13和冷却液出口5，冷却液出口5在上，冷却液进口13在下，并且最好分列于外壳4的两侧，在密闭空腔20内设有加热装置10和温度传感器12，加热装置10连接散热片14，散热片14缠绕在釜体6上，加热装置10和温度传感器12都与电控箱21电路连接；通过加热装置10和温度传感器12控制循环液的温度，从而达到控制反应釜内胆7温度的作用；在釜盖16上还安装有电控磁力搅拌转换器1，电控磁力搅拌转换器1下端连接有搅拌器8，搅拌器8伸入釜体6内部，电控磁力搅拌转换器1由电机控制转动；内胆7和搅拌器8必须耐强酸、耐强氧化剂，宜采用聚四氟材料。
在外壳4上还安装有起支撑作用的三条或四条支腿9，每条支腿9的上端固定在外壳4上，支腿9的下端通过固定螺栓19锚定在地面上。
本实用新型可根据生产石墨烯的量（公斤级别）配置内胆7的大小，由几升到几百升不等；制备石墨烯的压力和温度条件都不高，反应釜材料具有一定的抗压（≦5MPa）和抗温（≦150℃）能力即可。
除说明书所述技术特征外，其余技术特征均为本领域技术人员已知技术。
Claims (5)
1.一种生产石墨烯用反应釜，包括釜体（6），釜体（6）内设有内胆（7），其特征是，所述釜体（6）外设有加热冷凝装置，所述加热冷凝装置包括与釜体（6）组成密闭空腔（20）的外壳（4），所述外壳（4）上设有冷却液进口（13）和冷却液出口（5），所述密闭空腔（20）内设有加热装置（10）和温度传感器（11），加热装置（10）连接散热片（14），所述加热装置（10）和温度传感器（12）都与电控箱（21）电路连接。
2.根据权利要求1所述的生产石墨烯用反应釜，其特征是，还包括电控磁力搅拌转换器（1）和搅拌器（8），所述电控磁力搅拌转换器（1）位于釜体（6）上方，搅拌器（8）与电控磁力搅拌转换器（1）连接后伸入釜体内部。
3.根据权利要求1或2所述的生产石墨烯用反应釜，其特征是，所述散热片（14）缠绕在釜体（6）上。
4.根据权利要求3所述的生产石墨烯用反应釜，其特征是，还包括支撑装置，所述支撑装置包括三条或四条支腿（9），每条支腿（9）的上端固定在外壳（4）上。
5.根据权利要求4所述的生产石墨烯用反应釜，其特征是，所述内胆（7）和搅拌器（8）由聚四氟材料制成。
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Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| CN104773728A (zh) * | 2015-04-20 | 2015-07-15 | 德阳烯碳科技有限公司 | 制备石墨烯用膨胀反应装置 |
| CN105692605A (zh) * | 2016-04-05 | 2016-06-22 | 江苏省特种设备安全监督检验研究院 | 一种生产公斤级大片径氧化石墨/氧化石墨烯的方法及装置 |
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2014
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