CN209740720U - 一种石墨烯制备装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种石墨烯制备装置，涉及石墨烯技术领域。该装置包括放电部分、升降部分、气路部分、外壳部分。放电部分由绝缘凸形基管、放电电极、负极装料板组成，绝缘凸形基管为中通的圆柱形绝缘管且内设放电电极，放电电极头部弯折成‘6’字形；升降部分主体是螺旋升降板，螺旋升降板穿过螺纹孔与底座配合；气路部分由橡胶密封垫、球阀、稳流填料组成，橡胶密封垫放置在上盖上，球阀通过螺纹孔与底座连接，稳流填料均匀填充在球阀中；外壳部分由上盖、玻璃罩、底座组成，上盖开有蛇形孔槽。该装置实现了在保护气体下快速精准加热。本实用新型结构紧凑、操作简便，并能绿色快速地制备出石墨烯粉末。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种石墨烯制备装置，特别是涉及一种使石墨剥离获得石墨烯的装置，属于新材料领域。
背景技术
石墨烯是由碳原子组成的二维蜂窝结构平面晶体，是所有其他维度的石墨材料的基本构建模块。石墨烯是一种性能优异的碳纳米材料，在超级电容器、海水淡化、太阳能电池等多领域存在巨大的应用前景。石墨烯材料制备方法也多种多样，其中机械剥离法产率低成本高，只适合实验室小规模制备；化学气相沉积法能够大规模制备但工艺复杂，成本高；氧化还原法是目前工业中广泛应用的方法，但化学试剂带来巨大环境污染且石墨烯材料结构存在缺陷；电弧法能快速制备石墨烯且结构缺陷较少，但是对设备要求高，需要密闭容器和大电流电源，成本很高。
对于已经报道了制备石墨烯材料制备方法，缺点在于无法快速的、低成本的制备结构较好的石墨烯材料。本实用新型提供了一种快速、低成本制备结构缺陷较少石墨烯的装置。基本原理是先进行溶剂插层，在其基础上摒弃传统的加热方式，采用等离子体释放能量对堆积石墨剥离，是一种实现大量单层石墨烯经济的方法。
发明内容
针对现有制备方法的不足，本实用新型提供了一种操作简单的石墨烯材料制备装置，可以实现快速绿色地制备出结构缺陷少的石墨烯。具体是首先通过溶剂处理石墨，然后通过电极与负极板之间产生的等离子体提供能量，激励受浸润的石墨，使石墨层间的溶剂产生相变或者剧烈热振动，进而剥离出石墨。
为了实现上述目的，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种石墨烯材料制备装置，包括放电部分、升降部分、气路部分、外壳部分，所述的放电部分由绝缘凸形基管、放电电极、负极装料板组成，绝缘凸形基管为中通的圆柱形绝缘管，绝缘凸形基管内设放电电极，放电电极尾部与高压电源相连接，头部弯折成‘6’字形与负极装料板保持一定距离，所述升降部分主体是螺旋升降板，螺旋升降板穿过螺纹孔与底座配合，所述气路部分由橡胶密封垫、球阀、稳流填料组成，橡胶密封垫放置在上盖上，球阀通过螺纹孔与底座连接，稳流填料均匀的填充在球阀中，所述外壳部分由上盖、玻璃罩、底座组成，所述上盖开有蛇形孔槽。
橡胶密封垫为圆形，开有与上盖相匹配的蛇形孔槽，槽边缘打磨光滑。上盖为凸台形，均匀分布12 个细小的排气孔，排气孔圆直径大于所述橡胶密封垫的直径。螺旋升降板其螺杆部分穿过螺纹孔与底座配合，螺旋升降板移动量程小于玻璃罩的高度。底座是凸台形，下面有四条支柱，玻璃罩与凸台紧密配合，底座上有通过负极电源线的孔和螺纹孔。
本实用新型的有益效果是，提供了一种有效石墨烯材料制备的装置。本发明简单快速、制备出的石墨烯材料结构缺陷少，维护成本低。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
附图1是本实用新型一种石墨烯制备装置的正视示意图。
附图2是本实用新型一种石墨烯制备装置的上盖示意图。
附图中1是绝缘凸形基管，2是橡胶密封垫，3是上盖，4是排气孔，5是蛇形孔槽，6是放电电极，7 是负极装料板，8是螺旋升降板，9是玻璃罩，10是稳流填料，11是球阀，12是底座。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进一步说明具体的实施方法：
一种石墨烯制备装置，包括放电部分、升降部分、气路部分、外壳部分，放电部分由绝缘凸形基管(1)、放电电极(6)、负极装料板(7)组成，绝缘凸形基管(1)为中通的圆柱形绝缘管，绝缘凸形基管(1) 内设放电电极(6)，放电电极尾部与高压电源相连接，头部弯折成‘6’字形与负极装料板(7)保持一定距离，放电电极(6)可通过手动拖动绝缘凸形基管(1)在蛇形孔槽(5)中沿着孔槽形状移动，所述升降部分主体是螺旋升降板(8)，螺旋升降板(8)穿过螺纹孔与底座(12)配合，气路部分由橡胶密封垫 (2)、球阀(11)、稳流填料(10)组成，橡胶密封垫(2)放置在上盖(3)上保证装置气密性，球阀(11) 通过螺纹孔与底座(12)连接，稳流填料(10)均匀的填充在球阀(11)中，外壳部分由上盖(3)、玻璃罩(9)、底座(12)组成，上盖(3)开有的蛇形孔槽(5)保证了电极能够在槽内移动。
首先打开上盖(3)，将溶液充分浸润的石墨均匀涂敷在负极装料板(7)上，涂覆层尽量薄，这样能使热量快速传递到石墨层间溶剂上，将负极装料板(7)放置在螺旋升降板(8)上。然后盖好上盖，放电电极尾部插入绝缘凸形基管(1)中，头部透过橡胶密封垫(2)穿过蛇形孔槽(5)，调节螺旋升降板(8) 控制好放电电极(6)与负极装料板(7)的距离，然后接通气路部分，通过球阀(11)和稳流填料(10) 均匀的向容器中通入保护气体，均匀分布12个细小的排气孔(4)能够保证保护气氛在反应容器中均匀对流。接通放电部分，在放电电极(6)和负极装料板(7)之间产生等离子体，等离子体激励石墨片层之间浸润进去的的溶液，使其发生相变或热振动，最后剥离出石墨烯，接着手动拖动绝缘凸形基管(1)沿着蛇形孔槽(5)移动，确保电极能够遍历负极装料板上的涂覆层。
上述对本发明及实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构及实施方式，均应属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种石墨烯制备装置，其特征在于：包括放电部分、升降部分、气路部分、外壳部分，所述的放电部分由绝缘凸形基管(1)、放电电极(6)、负极装料板(7)组成，绝缘凸形基管(1)为中通的圆柱形绝缘管，绝缘凸形基管(1)内设放电电极(6)，放电电极(6)尾部与高压电源相连接，头部弯折成‘6’字形与负极装料板(7)保持一定距离，所述升降部分主体是螺旋升降板(8)，螺旋升降板(8)穿过螺纹孔与底座配合，所述气路部分由橡胶密封垫(2)、球阀(11)、稳流填料(10)组成，橡胶密封垫(2)放置在上盖(3)上，球阀(11)通过螺纹孔与底座连接，稳流填料(10)均匀填充在球阀(11)中，所述外壳部分由上盖(3)、玻璃罩(9)、底座(12)组成，所述上盖(3)开有蛇形孔槽(5)。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯制备装置，其特征在于：所述的橡胶密封垫(2)为圆形，开有与上盖(3)相匹配的蛇形孔槽，槽边缘打磨光滑。
3.根据权利要求1所述的一种石墨烯制备装置，其特征在于：所述的上盖(3)为凸台形，均匀分布12个细小的排气孔(4)，排气孔圆直径大于所述橡胶密封垫(2)的直径。
4.根据权利要求1所述的一种石墨烯制备装置，其特征在于：所述负极装料板(7)置于螺旋升降板(8)上。
5.根据权利要求1所述的一种石墨烯制备装置，其特征在于：所述的螺旋升降板(8)其螺杆部分穿过螺纹孔与底座配合，螺旋升降板(8)移动量程小于玻璃罩(9)的高度。
6.根据权利要求1所述的一种石墨烯制备装置，其特征在于：所述底座(12)是凸台形，下面有四条支柱，玻璃罩(9)与凸台紧密配合，底座上有通过负极电源线的孔和螺纹孔。
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| CN114698976A (zh) * | 2022-03-16 | 2022-07-05 | 李良海 | 一种便于调节角度的新能源电子产品展示台 |
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2018
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