CN216512879U - 一种石墨烯粉体制备装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种石墨烯粉体制备装置，包括：机座、控制面板、干燥装置、粉碎装置、加料斗、进料装置、密封装置、恒温炉、加热管、出料装置、输料管、收料装置，控制面板、加料斗、进料装置、密封装置、恒温炉、加热管、出料装置均安装在机座上，氧化石墨烯的边角料依次进入干燥装置、粉碎装置、加料斗、进料装置、密封装置、恒温炉、加热管、出料装置、输料管，最后进入收料装置，恒温炉、加热管、出料装置、输料管、收料装置内均设置有保护气体。本实用新型将氧化石墨烯膜边角料或废料，变废为宝，提升了原料的利用率，设备操作流程简单、可连续化生产、生产成本低、生产效率高、便于大规模工业生产。

Description

一种石墨烯粉体制备装置

技术领域

本实用新型涉及一种制备装置，具体涉及一种利用氧化石墨烯边角料和不良品制备石墨烯粉的石墨烯粉体制备装置。

背景技术

石墨烯是一种性能优异的二维纳米碳材料，具有超高的比表面积、电导率、热导率以及力学强度等性能。2004年，英国曼彻斯特大学的A.K.Geim小组首次用机械剥离石墨的方法将石墨烯制备出来，使石墨烯在复合材料、能源、生物等领域得到了广泛的发展和应用。

石墨烯导热膜是以石墨烯为原料，采用多层石墨烯堆叠而成的高定向导热膜，具有机械性能好、导热系数高、质量轻、材料薄、柔韧性好等特点，为电子、航空航天、医疗等行业提供了高品质、经济化的整套散热解决方案。但通过此方法制备氧化石墨烯膜时，在涂布、切分、分条等过程中会产生氧化石墨烯边角料或废料，这些氧化石墨烯膜不仅降低了原料的利用率，且处理过程大大提高了制造成本和对环境不友好。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的主要目的在于提供一种利用氧化石墨烯边角料和不良品制备石墨烯粉的石墨烯粉体制备装置。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种石墨烯粉体制备装置，所述石墨烯粉体制备装置包括：机座、控制面板、干燥装置、粉碎装置、加料斗、进料装置、密封装置、恒温炉、加热管、出料装置、输料管、收料装置。

控制面板、加料斗、进料装置、密封装置、恒温炉、加热管、出料装置均安装在机座上，输料管的两端分别是出料装置和收料装置。

氧化石墨烯的边角料依次进入干燥装置、粉碎装置、加料斗、进料装置、密封装置、恒温炉、加热管、出料装置、输料管，最后进入收料装置。

恒温炉、加热管、出料装置、输料管、收料装置内均设置有保护气体。

在本实用新型的具体实施例子中，干燥装置为烘箱，烘箱采用鼓风干燥烘箱、微波干燥烘箱，隧道式烘箱或真空烘箱中的一种或几种的结合。

在本实用新型的具体实施例子中，粉碎设备为齿式粉碎机、刀式粉碎机、涡轮粉碎机或气流粉碎机中的一种或几种。

在本实用新型的具体实施例子中，粉碎设备设置有配套的密封盖。

在本实用新型的具体实施例子中，整个石墨烯粉体制备装置安装在玻璃屋内。

本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型提供的石墨烯粉体制备装置具有如下优点：本实用新型生产采用涂布、切分、分条等过程中会产生氧化石墨烯膜边角料或废料，变废为宝，提升了原料的利用率，产生了经济效益，减少了废弃物的处理，环境友好，成本低廉；设备操作流程简单、可连续化生产、生产成本低、生产效率高、便于大规模工业生产。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

下面是本实用新型中标号对应的名称：

机座1、控制面板2、加料斗3、进料装置4、密封装置5、恒温炉6、加热管7、出料装置8、输料管9、收料装置10、干燥装置11、粉碎装置12。

具体实施方式

下面结合附图给出本实用新型较佳实施例，以详细说明本实用新型的技术方案。

在生产制备氧化石墨烯膜过程中，发现产生的边角料和废料占生产成本不低，处理这些废料也会产生一笔不小费用且对环境很不友好，针对以上问题做了相关研究，发现可以将氧化石墨烯的边角料和不良品进行再利用，并用此生产石墨烯粉体产生经济效益，变废为宝。

图1为本实用新型的整体结构示意图，如图1所示：本实用新型提供的石墨烯粉体制备装置，该石墨烯粉体制备装置包括：机座1、控制面板2、干燥装置11、粉碎装置12、加料斗3、进料装置4、密封装置5、恒温炉6、加热管7、出料装置8、输料管9、收料装置10。

控制面板2、加料斗3、进料装置4、密封装置5、恒温炉6、加热管7、出料装置8均安装在机座1上。输料管9的两端分别是出料装置8和收料装置10。

氧化石墨烯的边角料依次进入干燥装置11、粉碎装置12、加料斗3、进料装置4、密封装置5、恒温炉6、加热管7、出料装置8、输料管9，最后进入收料装置10，恒温炉6、加热管7、出料装置8、输料管9，最后进入收料装置10内均设置有保护气体。

本实用新型中的加热管7为石英管等耐高温耐腐蚀材质，主要起在密封状态下保持惰性气体氛围、保温和传送物料的作用。

本实用新型中的干燥装置11为烘箱，烘箱采用鼓风干燥烘箱、微波干燥烘箱，隧道式烘箱或真空烘箱中的一种或几种的结合。

本实用新型中的干燥的温度一般可选为50-95℃；干燥的时间一般可选为40min-6h。

粉碎设备12为齿式粉碎机、刀式粉碎机、涡轮粉碎机或气流粉碎机中的一种或几种。为了防止粉尘污染，粉碎设备12设置有配套的密封盖。

为了防止粉尘和噪音污染，整个石墨烯粉体制备装置可以安装在玻璃屋内。

为实现本实用新型的目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种热还原氧化石墨烯制备方法，该制备方法包括以下步骤：

S1将涂布裁切产生的氧化石墨烯膜边角料和不良品进行干燥；

S2将干燥后的氧化石墨烯膜边角料和不良品进行粉碎得到氧化石墨烯粉体；

S3对S2得到的氧化石墨烯粉体进行热还原得到还原氧化石墨烯粉体。

根据本实用新型的一个方面，所述烘箱采用鼓风干燥烘箱、微波干燥烘箱，隧道式烘箱或真空烘箱。

氧化石墨烯膜的边角料和不良品内部通常会含有5-22％的水分，具有一定的韧性和强度(过湿的话容易粘设备)，不利于后续的破碎和粉碎。通常含水率控制在5-12％氧化石墨烯膜会变脆些更容易粉碎，过干会大大增加生产成本且对后续工段无益。

根据本实用新型的一个方面，破碎至氧化石墨烯膜的片径D75为5-50μm。优选地，所述粉碎设备为齿式粉碎机、刀式粉碎机、涡轮粉碎机或气流粉碎机中的一种或几种。根据本实用新型的一个方面，破碎至粉碎的过程中，氧化石墨烯膜的碎片处于密封的环境。

本实用新型提供一种热还原设备，该设备由进料装置、密封装置、恒温炉、出料装置、收料装置等组成，热还原设备可在高温及防氧化气体环境中连续生产，自动塔式收料器，自带除尘系统，生产车间内无粉尘飞扬现象，无环境污染，操作方便。

S2制备的氧化石墨烯粉体经进料装置4进料后，用脉冲保护气体(氩气等惰性气体)将物料吹送至恒温炉6内，输送来的氧化石墨烯粉体在加热管7内通过恒温炉加热形成热还原氧化石墨烯，随后物料在脉冲保护气体(氩气等惰性气体)将物料吹送至出料装置8，经收料装置10收集热还原氧化石墨烯粉体后包装入库。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型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实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型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实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种石墨烯粉体制备装置，其特征在于：所述石墨烯粉体制备装置包括：

机座、控制面板、干燥装置、粉碎装置、加料斗、进料装置、密封装置、恒温炉、加热管、出料装置、输料管、收料装置，

控制面板、加料斗、进料装置、密封装置、恒温炉、加热管、出料装置均安装在机座上，输料管的两端分别是出料装置和收料装置，

氧化石墨烯的边角料依次进入干燥装置、粉碎装置、加料斗、进料装置、密封装置、恒温炉、加热管、出料装置、输料管，最后进入收料装置，

恒温炉、加热管、出料装置、输料管、收料装置内均设置有保护气体。

2.根据权利要求1所述的石墨烯粉体制备装置，其特征在于：干燥装置为烘箱，烘箱采用鼓风干燥烘箱、微波干燥烘箱，隧道式烘箱或真空烘箱中的一种或几种的结合。

3.根据权利要求1所述的石墨烯粉体制备装置，其特征在于：粉碎设备为齿式粉碎机、刀式粉碎机、涡轮粉碎机或气流粉碎机中的一种或几种。

4.根据权利要求1或3所述的石墨烯粉体制备装置，其特征在于：粉碎设备设置有配套的密封盖。

5.根据权利要求1所述的石墨烯粉体制备装置，其特征在于：整个石墨烯粉体制备装置安装在玻璃屋内。

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