CN207684894U - 一种氟化石墨烯的反应设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种氟化石墨烯的反应设备，包括储水箱，储水箱通过导流管与微机剥离室导通连接，微机剥离室上方通过导流管与粉碎室导通连接，微机剥离室右侧通过导流管与一级氟化室导通连接，混合通道一端通过导流管与微机剥离室导通连接，且另一端通过导流管与二级氟化室导通连接，二级氟化室内部可拆卸连接有铜箔，二级氟化室上方导通连接有回气管，二级氟化室下方导通连接有进气管，进气管左侧导通连接有氧化剂存储室，进气管右侧导通连接有氮气室，进气管两端均导通连接有气体节流阀，进气管上方内部设置有循环泵，二级氟化室右侧固定连接有收集槽；它可以实现提高氟化石墨烯制备效率的优点。

Description

一种氟化石墨烯的反应设备

技术领域

本实用新型涉及氟化石墨烯的反应设备领域，更具体地说，涉及一种氟化石墨烯的反应设备。

背景技术

石墨烯（GrapHene）是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料。它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；导热系数高达5300W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000cm²/V·s，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只约10-6Ω·cm，比铜或银更低，为世上电阻率最小的材料，特别是具有超大的理论比表面积2630m²/g。氟化石墨烯作为石墨烯的新型衍生物，既保持了石墨烯高强度的性能，又因氟原子的引入带来了表面能降低、疏水性增强及带隙展宽等新颖的界面和物理化学性能。同时，氟化石墨烯耐高温、化学性质稳定，表现出类似聚四氟乙烯的性质，被称之为“二维特氟龙”氟化石墨烯这些独特的性能使其在界面、新型纳米电子器件、润滑材料等领域具有广泛的应用前景。

但是，目前的氟化石墨烯的反应设备因氟化石墨烯制取难度大，对设备要求高，所以存在着氟化石墨烯制备效率低的问题。

实用新型内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，问题如下：

（1）、氟化石墨烯制备效率低。

2.技术方案

为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。

一种氟化石墨烯的反应设备，包括储水箱，所述储水箱通过导流管与微机剥离室导通连接，所述微机剥离室与储水箱之间的导流管连接有第一节流阀，所述微机剥离室上方通过导流管与粉碎室导通连接，所述微机剥离室右侧通过导流管与一级氟化室导通连接，所述一级氟化室内部连接有电热丝、超声波发射仪、微波发射仪和混合通道，所述电热丝位于一级氟化室内部的上下两端，所述混合通道位于一级氟化室内部中间，所述超声波发射仪连接在混合通道上方，所述微波发射仪连接在混合通道下方，所述混合通道一端通过导流管与微机剥离室导通连接。且另一端通过导流管与二级氟化室导通连接，所述二级氟化室与一级氟化室之间的导流管中导通连接有第二节流阀，所述二级氟化室内部可拆卸连接有铜箔，所述二级氟化室上方导通连接有回气管的一端，所述二级氟化室下方导通连接有进气管，所述进气管左侧导通连接有氧化剂存储室，所述回气管的另一端与氧化剂存储室导通连接，所述进气管右侧导通连接有氮气室，所述进气管两端均导通连接有气体节流阀，所述进气管上方内部设置有循环泵，所述二级氟化室右侧固定连接有收集槽，所述循环泵、电热丝、超声波发射仪和微波发射仪均与电源电性连接。

优选的，所述粉碎室内部设置有挤压转轴。

优选的，所述储水箱设置为带有刻度线的透明箱体。

优选的，所述回气管内部设置有气体传感器。

3.有益效果

相比于现有技术，本实用新型的优点在于：

（1）本实用新型通过粉碎室和储水箱均通过导流管与微机剥离室导通连接，用于将氟化石墨在粉碎室中粉碎后，然后在微机剥离室中进行剥离处理，并且支撑溶液，再通过微机玻剥离室与一级氟化室导通连接，用于将含有少量氟化石墨烯的溶液通入一级氟化室进行反应，然后通过一级氟化室中连接有电热丝、超声波发射仪和微波发射仪，用于为进入混合通道的溶液提供反应条件，从而促进氟化石墨烯的生成速率，然后再通过一级氟化室与二级氟化室导通连接，用于将含有氟化石墨烯的溶液再通入二级氟化室，然后二级氟化室与氧化剂存储室通过进气管导通连接，用于将氧化气体通入二级氟化室，然后在对二级氟化室中的石墨烯进一步氟化，在通过二级氟化室中可拆卸连接有铜箔，用于利用化学气相沉积法制备固态氟化石墨烯（即将液态的氟化石墨烯通过吸附在铜箔上，制备固态氟化石墨烯），从而达到了提高氟化石墨烯的制备效率，再通过二级氟化室导通连接有氮气室，用于防止氟化气体泄漏，使得反应设备更加安全，然后通过进气管中设置有循环泵，用于加快气体流动速度，从而减少反应时间，实现了提高氟化石墨烯制备效率的优点。

（2）本实用新型通过粉碎室内部设置有挤压转轴，用于挤压氟化石墨，然后通过储水箱设置为带有刻度线的透明箱体，用于控制加入水量，然后通过回气管内部设置有气体传感器，用于检测回气管中的气体是否含有有害气体，达到了提高氟化石墨烯制备效率的同时增加了制备的安全性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型一级氟化室的结构示意图；

图3为本实用新型的电路图。

图中标号说明：

1、储水箱；2、粉碎室；3、一级氟化室；31、声波发射仪；32、电热丝；33、微波发射仪；34、混合通道；4、导流管；41、第一节流阀；5、微机剥离室；6、回气管；7、二级氟化室；8、氧化剂存储室；9、第二节流阀；10、进气管；11、铜箔；12、收集槽；13、循环泵；14、氮气室；15、电源。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图；对本实用新型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实用新型一部分实施例；而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例；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他实施例；都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-3，一种氟化石墨烯的反应设备，包括储水箱1，储水箱1通过导流管4与微机剥离室5导通连接，用于水流的流通，微机剥离室5与储水箱1之间的导流管4连接有第一节流阀41，用于控制水向微机剥离室5中加入的量，微机剥离室5上方通过导流管4与粉碎室2导通连接，用于加入原材料，微机剥离室5右侧通过导流管4与一级氟化室3导通连接，用于将反应后的物品加入一级氟化室3中，一级氟化室3内部连接有电热丝32、超声波发射仪31、微波发射仪33和混合通道34，电热丝32位于一级氟化室3内部的上下两端，混合通道34位于一级氟化室3内部中间，超声波发射仪31连接在混合通道34上方，微波发射仪33连接在混合通道34下方，用于提供反应环境，混合通道34一端通过导流管4与微机剥离室5导通连接，用于将反应后的样品加入二级氟化室7中，且另一端通过导流管4与二级氟化室7导通连接，二级氟化室7与一级氟化室3之间的导流管4中导通连接有第二节流阀9，用于控制试品加入的量，二级氟化室7内部可拆卸连接有铜箔11，用于吸附氟化石墨烯，二级氟化室7上方导通连接有回气管6的一端，用于防止有害气体泄漏，二级氟化室7下方导通连接有进气管10，进气管10左侧导通连接有氧化剂存储室8，回气管6的另一端与氧化剂存储室8导通连接，用于通入氧化气体，进气管10右侧导通连接有氮气室14，用于防止有害气体泄漏，进气管10两端均导通连接有气体节流阀101，用于控制气体流入，进气管10上方内部设置有循环泵13，用于加快气体流速，二级氟化室7右侧固定连接有收集槽12，循环泵13、电热丝32、超声波发射仪31和微波发射仪33均与电源15电性连接。

粉碎室2内部设置有挤压转轴，用于挤压氟化石墨。

储水箱1设置为带有刻度线的透明箱体，用于控制加入水量。

回气管6内部设置有气体传感器，用于检测回气管6中的气体是否含有有害气体。

工作原理：第一步制备人员称取一定量的氟化石墨，然后将氟化石墨加入粉碎室2中，通过粉碎室2将氟化石墨粉碎后通过粉碎室2下方的导流管4将粉碎后的氟化石墨加入微机剥离室5，然后制备人员将储水箱1中的水通过第一节流阀41加入到微机剥离室5中，加入水的量根据储水箱1上的刻度决定，同时通过储水箱1向微机剥离室5中加入少量的N-甲基吡咯烷酮（用于当氟化石墨被剥离后，与剥离的氟化石墨反应生成较少的氟化石墨烯），然后水溶液和剥离后的氟化石墨生成氟化石墨溶液；第二步氟化石墨溶液通过导流管4进入一级氟化室3（氟化石墨溶液从混合通道34进入和流出），在一级氟化室3中氟化石墨被加热和经过超声波和微波的作用，与N-甲基吡咯烷酮生成少量的氟化石墨烯；第三步制备人员再打开第二节流阀9，使得含有少量氟化石墨烯的溶液进导流管4流入二级氟化室7中，制备人员在制备之前即将铜箔11放置在二级氟化室7中，然后再打开左侧的气体节流阀101，使得氟化剂存储室8中的氟化气体通过进气管10进入二级氟化室7，将含有少量氟化石墨烯的溶液进一步氟化生成大量的氟化石墨烯，然后大量的氟化石墨烯将吸附在铜箔11上，然后剩余的氟化剂将从二级氟化室7通过回气管6流回氟化剂存储室8，达到了反复利用氟化剂且防止向外界排出有毒气体的目的，制备人员再打开右侧的气体节流阀101，氮气室14中的氮气通过进气管10进入二级氟化室7，达到排尽二级氟化室7中氟化剂气体的目的，提高了装置的安全性，再通过二级氟化室7右侧连接的收集槽12，制备人员将吸附有大量氟化石墨烯的铜箔11拿出放置在收集槽12中，防止氟化石墨烯被氧化，并且准备人员通过打开循环泵13使得气体流速加快，增加反应的速率，从而提高了制备速率，同时解决了氟化石墨烯制备效率低的问题。

以上所述；仅为本实用新型较佳的具体实施方式；但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内；根据本实用新型的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (4)

1.一种氟化石墨烯的反应设备，包括储水箱（1），其特征在于：所述储水箱（1）通过导流管（4）与微机剥离室（5）导通连接，所述微机剥离室（5）与储水箱（1）之间的导流管（4）连接有第一节流阀（41），所述微机剥离室（5）上方通过导流管（4）与粉碎室（2）导通连接，所述微机剥离室（5）右侧通过导流管（4）与一级氟化室（3）导通连接，所述一级氟化室（3）内部连接有电热丝（32）、超声波发射仪（31）、微波发射仪（33）和混合通道（34），所述电热丝（32）位于一级氟化室（3）内部的上下两端，所述混合通道（34）位于一级氟化室（3）内部中间，所述超声波发射仪（31）连接在混合通道（34）上方，所述微波发射仪（33）连接在混合通道（34）下方，所述混合通道（34）一端通过导流管（4）与微机剥离室（5）导通连接，且另一端通过导流管（4）与二级氟化室（7）导通连接，所述二级氟化室（7）与一级氟化室（3）之间的导流管（4）中导通连接有第二节流阀（9），所述二级氟化室（7）内部可拆卸连接有铜箔（11），所述二级氟化室（7）上方导通连接有回气管（6）的一端，所述二级氟化室（7）下方导通连接有进气管（10），所述进气管（10）左侧导通连接有氧化剂存储室（8），所述回气管（6）的另一端与氧化剂存储室（8）导通连接，所述进气管（10）右侧导通连接有氮气室（14），所述进气管（10）两端均导通连接有气体节流阀（101），所述进气管（10）上方内部设置有循环泵（13），所述二级氟化室（7）右侧固定连接有收集槽（12），所述循环泵（13）、电热丝（32）、超声波发射仪（31）和微波发射仪（33）均与电源（15）电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种氟化石墨烯的反应设备，其特征在于：所述粉碎室（2）内部设置有挤压转轴。

3.根据权利要求1所述的一种氟化石墨烯的反应设备，其特征在于：所述储水箱（1）设置为带有刻度线的透明箱体。

4.根据权利要求1所述的一种氟化石墨烯的反应设备，其特征在于：所述回气管（6）内部设置有气体传感器。