CN214552828U

CN214552828U - 一种功能化改性石墨烯生产设备

Info

Publication number: CN214552828U
Application number: CN202120336306.XU
Authority: CN
Inventors: 张娜; 郭泽宇; 张兵兵; 张维; 宋海岩; 王晓星; 闫晓霖
Original assignee: Inner Mongolia New Carbon Material Technology Co ltd
Current assignee: Inner Mongolia New Carbon Material Technology Co ltd
Priority date: 2021-02-05
Filing date: 2021-02-05
Publication date: 2021-11-02
Anticipated expiration: 2031-02-05

Abstract

本实用新型公开了一种功能化改性石墨烯生产设备，包括配料装置、固液分离装置、干燥器和收集器；配料装置包括配料罐体、超声波发生器、多个带有孔洞的隔板、搅拌轴、电机、振动传动装置、多个搅拌臂和多个搅拌叶片；固液分离装置包括固液分离罐体、缓冲层、过滤网和真空泵；本实用新型在电机和振动传动装置的作用下，搅拌轴旋转且振动，搅拌叶片能够对原料进行充分且均匀的搅拌，从而提高改性石墨烯的产量，在下一工序中，固液分离罐体内部的缓冲层能够减缓超声波对过滤网的冲击，在真空泵负压作用下，尺寸较小的氧化石墨烯得以纯化，从第二出料口流出，而废液从液体排出口流出，从而提高生产效率。

Description

一种功能化改性石墨烯生产设备

技术领域

本实用新型涉及改性石墨烯生产制造设备技术领域，更具体的说是涉及一种功能化改性石墨烯生产设备。

背景技术

石墨烯因其优异的性能被广泛应用于纳米电极、超级电容器、生物感应器、药物传递、太阳能电池、氢气储存、晶体管、聚合物纳米复合材料等领域。但是结构完整的石墨烯片层表面呈惰性，片层间容易因较强的范德华力而发生团聚，因此难以均匀分散于水及常用的有机溶剂。为了能充分利用石墨烯的优异性能，改善其可成型加工性，需要对石墨烯进行表面改性，改善其溶解性以及在基体中的分散性。石墨烯的改性一般都是改性更容易操作的氧化石墨烯。与物理改性方法相比，用化学的方法改性石墨烯更加常见，效果更稳定。而化学改性方法通常又分共价键改性和非共价键改性两种：一种是共价键改性，将功能化基团与氧化石墨烯表面的“含氧基团”进行“缝合”，由于氧化石墨烯上存在羧基(-COOH)、羟基(-OH)和环氧基(-O-)、羰基(C＝O)等活性基团，能与一些小分子或大分子之间反应，因而可以利用这些基团与其他分子之间的化学反应对石墨烯表面进行共价键功能化；除此之外，还应有石墨烯原位(G)的共价键改性；另一种是通过非共价键连接方法对石墨烯表面进行功能化，即可用π-π相互作用、离子键以及氢键等超分子作用使石墨烯表面得到修饰，从而提高石墨烯的分散性。

但是，目前功能化改性石墨烯生产设备还存在诸多问题，如搅拌不均匀，导致原料混合不充分，降低了改性石墨烯的产量，还有固液分离不彻底，生产效率低下，进一步的影响了改性石墨烯的规模化发展与应用。

因此，提供一种效率高产量大的功能化改性石墨烯生产设备是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种功能化改性石墨烯生产设备，搅拌均匀，固液分离彻底，提高了改性石墨烯的产量和生产效率。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种功能化改性石墨烯生产设备，包括配料装置、固液分离装置、干燥器和收集器；

所述配料装置包括配料罐体、超声波发生器、多个带有孔洞的隔板、搅拌轴、电机、振动传动装置、多个搅拌臂和多个搅拌叶片；所述配料罐体的顶部具有第一入料口，底部具有第一出料口；所述超声波发生器安装在所述配料罐体的顶部内壁；多个所述隔板从上到下等间距设置在所述配料罐体内部；所述搅拌轴从上到下依次贯穿所述配料罐体顶部、多个所述隔板及所述配料罐体底部；所述电机固定在所述配料罐体顶部与所述搅拌轴顶端传动连接；所述振动传动装置固定在所述配料罐体底部与所述搅拌轴底端传动连接；多个所述搅拌叶片分别通过多个所述搅拌臂设置在所述搅拌轴外围，并且多个所述搅拌叶片分布在所述配料罐体顶壁与靠近所述配料罐体顶壁的所述隔板之间；

所述固液分离装置包括固液分离罐体、缓冲层、过滤网和真空泵；所述固液分离罐体设置在所述配料罐体的下方；所述固液分离罐体顶部具有第二入料口，所述第二入料口与所述第一出料口通过第一管道连通，所述固液分离罐体侧面具有第二出料口和液体排出口；所述缓冲层和所述过滤网从上到下设置在所述固液分离罐体的内部；所述第二出料口开设在所述缓冲层的上部，所述液体排出口开设在所述固液分离罐体的底部；所述真空泵安装在所述固液分离罐体内部底壁上；

所述干燥器通过第二管道与所述第二出料口连接相通；所述收集器通过第三管道与所述干燥器连接相通。

通过采取以上方案，本实用新型的有益效果是：

在电机和振动传动装置的作用下，搅拌轴旋转且振动，搅拌叶片能够对原料进行充分且均匀的搅拌，从而提高改性石墨烯的产量，在下一工序中，固液分离罐体内部的缓冲层能够减缓超声波对过滤网的冲击，在真空泵负压作用下，尺寸较小的氧化石墨烯得以纯化，从第二出料口流出，而废液从液体排出口流出，从而提高生产效率。

进一步的，所述配料装置还包括第一加热器和降温器；所述第一加热器和所述降温器分别安装在所述配料罐体内部两侧。

进一步的，所述搅拌叶片呈长方形状，多个所述搅拌叶片交错分布在所述搅拌轴的两侧。

进一步的，相邻所述隔板的间距为0.1-1um，所述隔板厚度为0.5-2cm。

进一步的，所述第一管道、所述第二管道和所述第三管道上均安装有输送泵。

进一步的，所述搅拌轴通过轴承分别与所述配料罐体顶部、多个所述隔板及所述配料罐体底部连接。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本实用新型提供的一种功能化改性石墨烯生产设备的整体结构示意图；

图2附图为本实用新型提供的配料装置的结构示意图；

图3附图为本实用新型提供的固液分离装置的结构示意图。

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。

如图1-3所示，本实用新型实施例公开了一种功能化改性石墨烯生产设备，包括配料装置1、固液分离装置2、干燥器3和收集器4；

配料装置1包括配料罐体11、超声波发生器12、多个带有孔洞的隔板13、搅拌轴14、电机15、振动传动装置16、多个搅拌臂17和多个搅拌叶片18；配料罐体11的顶部具有第一入料口，底部具有第一出料口；超声波发生器12安装在配料罐体11的顶部内壁；多个隔板13从上到下等间距设置在配料罐体11内部；搅拌轴14从上到下依次贯穿配料罐体11顶部、多个隔板13及配料罐体11底部；电机15固定在配料罐体11顶部与搅拌轴14顶端传动连接；振动传动装置16固定在配料罐体11底部与搅拌轴14底端传动连接；多个搅拌叶片18分别通过多个搅拌臂17设置在搅拌轴14外围，并且多个搅拌叶片18分布在配料罐体11顶壁与靠近配料罐体11顶壁的隔板13之间；

固液分离装置2包括固液分离罐体21、缓冲层22、过滤网23和真空泵24；固液分离罐体21设置在配料罐体11的下方；固液分离罐体21顶部具有第二入料口211，第二入料口211与第一出料口通过第一管道5连通，固液分离罐体21侧面具有第二出料口212和液体排出口213；缓冲层22和过滤网23从上到下设置在固液分离罐体21的内部；第二出料口212开设在缓冲层22的上部，液体排出口213开设在固液分离罐体21的底部；真空泵24安装在固液分离罐体21内部底壁上；

干燥器3通过第二管道6与第二出料口212连接相通；收集器4通过第三管道7与干燥器3连接相通。

本实用新型在电机15和振动传动装置16的作用下，搅拌轴14旋转且振动，搅拌叶片18能够对原料进行充分且均匀的搅拌，从而提高改性石墨烯的产量，在下一工序中，固液分离罐体21内部的缓冲层22能够减缓超声波对过滤网23的冲击，在真空泵24负压作用下，尺寸较小的氧化石墨烯得以纯化，从第二出料口212流出，而废液从液体排出口213流出，从而提高生产效率。

具体的，配料装置1还包括第一加热器和降温器；第一加热器和降温器分别安装在配料罐体11内部两侧。

具体的，搅拌叶片18呈长方形状，多个搅拌叶片18交错分布在搅拌轴14的两侧。

具体的，相邻隔板13的间距为0.1-1um，隔板13厚度为0.5-2cm。

具体的，第一管道5、第二管道6和第三管道7上均安装有输送泵8。

具体的，搅拌轴14通过轴承分别与配料罐体11顶部、多个隔板13及配料罐体11底部连接。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种功能化改性石墨烯生产设备，其特征在于，包括配料装置、固液分离装置、干燥器和收集器；

2.根据权利要求1所述的一种功能化改性石墨烯生产设备，其特征在于，所述配料装置还包括第一加热器和降温器；所述第一加热器和所述降温器分别安装在所述配料罐体内部两侧。

3.根据权利要求1所述的一种功能化改性石墨烯生产设备，其特征在于，所述搅拌叶片呈长方形状，多个所述搅拌叶片交错分布在所述搅拌轴的两侧。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种功能化改性石墨烯生产设备，其特征在于，相邻所述隔板的间距为0.1-1um，所述隔板厚度为0.5-2cm。

5.根据权利要求1所述的一种功能化改性石墨烯生产设备，其特征在于，所述第一管道、所述第二管道和所述第三管道上均安装有输送泵。

6.根据权利要求1所述的一种功能化改性石墨烯生产设备，其特征在于，所述搅拌轴通过轴承分别与所述配料罐体顶部、多个所述隔板及所述配料罐体底部连接。