CN218058479U - 一种石墨烯薄膜转移装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种石墨烯薄膜转移装置，涉及石墨烯生产技术领域；包括安装板、电剥离组件和干燥组件；安装板上依次安装有原料辊、电剥离组件、清洗喷头、催化剂辊、干燥组件和收卷辊；干燥组件包括转动安装在安装板上的挤出轮、吸水轮、抽气泵和吹气泵，吸水轮表面包裹有吸水棉；抽气泵固接安装板，抽气泵一侧开有抽气嘴，抽气嘴靠近吸水轮的一侧安装有凸起的刮板，刮板与吸水棉压力接触。本装置能够对石墨烯薄膜进行快速的清洗和充分的干燥，且干燥效率非常高，能够有效的提高转移的效率，加快加工进度，便于石墨烯薄膜的保存。
Description
技术领域
本实用新型涉及石墨烯生产技术领域，具体是一种石墨烯薄膜转移装置。
背景技术
石墨烯是一种以sp²杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法，薄膜生产方法为化学气相沉积法。石墨烯薄膜需要在催化剂表面生长，生长完成后通过特殊的方式将薄膜转移到其他的绝缘材料表面进行使用。常用的石墨烯薄膜转移方法包括湿法转移、干法转移、鼓泡转移、卷对卷转移和无支撑转移等。
其他的各种方法都需要复杂的人工操作，且能够得到的石墨烯薄膜的量非常小，卷对卷转移是目前能够自动化完成且产量较高的一种方式，适合工业生产。卷对卷转移是先在铜箔等带状催化剂表面生成石墨烯薄膜，再在石墨烯薄膜表面热压合或涂覆绝缘衬底等结构，之后将成品通过电化学剥离的方式重新分离，得到石墨烯薄膜。卷对卷转移的过程会经过电化学溶液，之后需要对表面进行清洁，常用的清洁方式是冲水，但是大量加工时无法留出太多的时间对石墨烯薄膜进行干燥就直接完成收卷，会导致石墨烯薄膜后续存在污染的风险，同时过度潮湿还有可能导致石墨烯薄膜的性能在后续发生改变。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种石墨烯薄膜转移装置，以解决上述背景技术中提出的问题。本装置能够快速的对石墨烯薄膜表面进行充分的干燥，且不会造成损伤，以保持石墨烯薄膜成品的干燥，便于石墨烯薄膜进行工业加工。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种石墨烯薄膜转移装置，包括安装板、电剥离组件和干燥组件；所述安装板上依次安装有原料辊、电剥离组件、清洗喷头、催化剂辊、干燥组件和收卷辊；所述干燥组件包括转动安装在安装板上的挤出轮、吸水轮、抽气泵和吹气泵，所述吸水轮表面包裹有吸水棉；所述抽气泵固接安装板，所述抽气泵一侧开有抽气嘴，所述抽气嘴靠近吸水轮的一侧安装有凸起的刮板，所述刮板与吸水棉压力接触。
作为本实用新型进一步的方案：所述吸水轮与收卷辊之间安装有固定连接安装板的吹气泵，所述吸水轮和挤出轮分别穿过安装板连接驱动器。
作为本实用新型再进一步的方案：所述安装板上分别转动安装有贴合吸水轮和挤出轮的辅助轮，所述安装板远离抽气泵的一面安装有连接抽气泵的回水箱。
作为本实用新型再进一步的方案：所述原料辊、催化剂辊和收卷辊分别穿过安装板连接对应的驱动器。
作为本实用新型再进一步的方案：所述电剥离组件包括安装在安装板上的电解槽、供电器和剥离辊，所述电解槽连接供电器，所述剥离辊位于电解槽内且与电解槽转动连接，所述剥离辊穿过安装板连接对应的驱动器。
作为本实用新型再进一步的方案：所述剥离辊与原料辊和干燥组件之间分别安装有辅助轮，所述辅助轮与安装板转动连接。
作为本实用新型再进一步的方案：所述安装板上靠近干燥组件的部位安装有清洗喷头，所述清洗喷头穿过安装板连接供水管。
作为本实用新型再进一步的方案：所述安装板上对应干燥组件和清洗喷头的区域安装有废水箱。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
采用上述石墨烯薄膜转移装置，本装置对石墨烯衬底具有良好的清洁和干燥效果，带状的衬底依次穿过清洗喷头和干燥组件的区域，在清洗喷头处对衬底表面的石墨烯薄膜喷水清洗，清洗后经过干燥组件，先穿过挤出轮和辅助轮之间的区域，挤出轮将石墨烯薄膜表面较大的水滴挤碎去除，减少表面残留的水分，减轻后续干燥的负担，之后经过吸水轮，转动的吸水棉吸去残留的绝大部分水分，再经过吹气泵，由于表面残留的水分已经非常少，能够使用吹气的方式快速干燥，本装置使用非常方便，干燥效率高，使石墨烯薄膜的转移能够进行工业化的生产，提高产量，并提高保存质量。
附图说明
图1为石墨烯薄膜转移装置的结构示意图。
图2为石墨烯薄膜转移装置中干燥组件的结构示意图。
图3为石墨烯薄膜转移装置中安装板的背部的结构示意图。
图中：1、安装板；2、原料辊；3、辅助轮；4、催化剂辊；5、清洗喷头；6、干燥组件；7、抽气泵；8、抽气嘴；9、刮板；10、收卷辊；11、废水箱；12、吸水轮；13、吸水棉；14、挤出轮；15、电剥离组件；16、电解槽；17、剥离辊；18、驱动器；19、回水箱；20、供水管；21、供电器；22、吹气泵。
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。
实施例1
请参阅图1～图3，本实用新型实施例1中，一种石墨烯薄膜转移装置，包括安装板1、电剥离组件15和干燥组件6；所述安装板1上依次安装有原料辊2、电剥离组件15、清洗喷头5、催化剂辊4、干燥组件6和收卷辊10；所述干燥组件6包括转动安装在安装板1上的挤出轮14、吸水轮12、抽气泵7和吹气泵22，所述吸水轮12表面包裹有吸水棉13；所述抽气泵7固接安装板1，所述抽气泵7一侧开有抽气嘴8，所述抽气嘴8靠近吸水轮12的一侧安装有凸起的刮板9，所述刮板9与吸水棉13压力接触。
本装置先将催化剂层、石墨烯薄膜和衬底层组成的复合带状物缠绕在原料辊2上，从原料辊2处进入电剥离组件15进行剥离，之后分为催化剂层，并缠绕在催化剂辊4上完成收卷，另外的衬底上贴附有石墨烯薄膜，两者一起，经过清洗喷头5对石墨烯薄膜表面进行清洗后，再进入干燥组件6的区域干燥，之后即可完成收卷，进行保持或使用。
在干燥时先经过挤出轮14，挤出轮14贴合在石墨烯表面，通过限制路径，挤出石墨烯薄膜表面的大颗粒水滴等，去除大部分水分，之后石墨烯表面与吸水棉13接触，吸水棉13吸收剩余的水分，吸水完毕后，再经过吹气泵22吹气干燥，达到对石墨烯充分且快速干燥的效果，避免干燥过程耗时过长，能够有效的提高干燥效率，加快整个转移过程。
吸水棉13一侧安装有从抽气泵7，抽气泵7通过抽气嘴8和刮板9连接吸水棉13，刮板9压入吸水棉13内部，在吸水棉13随吸水辊转动的过程中会挤出吸水棉13内的水分，并通过抽气嘴8被抽气泵7抽取，使吸水棉13能够保持相对干燥，具有持续吸水的能力。
实施例2
请参阅图1～图3，本实施例2与实施例1的主要区别在于：
请参阅图1～图3，本实用新型实施例2中，所述吸水轮12与收卷辊10之间安装有固定连接安装板1的吹气泵22，所述吸水轮12和挤出轮14分别穿过安装板1连接驱动器18。吹气泵22对吸水后的石墨烯表面吹气，使干燥更加充分，驱动器18分别对安装板1表面的各处结构进行驱动，避免石墨烯表面过度拉扯损伤。
请参阅图1～图3，所述安装板1上分别转动安装有贴合吸水轮12和挤出轮14的辅助轮3，所述安装板1远离抽气泵7的一面安装有连接抽气泵7的回水箱19。辅助轮3用于调整石墨烯薄膜和衬底的移动轨迹并提供支撑和限位，回水箱19收集抽气泵7抽出的水分。
请参阅图3，所述原料辊2、催化剂辊4和收卷辊10分别穿过安装板1连接对应的驱动器18。驱动器18分别对各处进行配速的驱动，使整个结构能够在不造成过度拉扯的情况下稳定运行。
请参阅图1和图3，所述电剥离组件15包括安装在安装板1上的电解槽16、供电器21和剥离辊17，所述电解槽16连接供电器21，所述剥离辊17位于电解槽16内且与电解槽16转动连接，所述剥离辊17穿过安装板1连接对应的驱动器18。供电器21供电，配合电解槽16内的电解液，进行电解，使催化剂与石墨烯薄膜分离，驱动器18带动剥离辊17转动，催动石墨烯薄膜的同时辅助完成分离。
请参阅图1，所述剥离辊17与原料辊2和干燥组件6之间分别安装有辅助轮3，所述辅助轮3与安装板1转动连接。辅助轮3用于调整石墨烯薄膜在整个系统中的移动轨迹，提供各处的稳定支撑。
请参阅图1和图3，所述安装板1上靠近干燥组件6的部位安装有清洗喷头5，所述清洗喷头5穿过安装板1连接供水管20。外部持续供水，通过清洗喷头5喷水清洗石墨烯薄膜表面。
请参阅图1，所述安装板1上对应干燥组件6和清洗喷头5的区域安装有废水箱1。废水箱1收集清洗喷头5清洗过程，和挤出轮14挤出水分时滴落的废水。
本实用新型的工作原理是：
本装置在对石墨烯薄膜进行分离后，使用清洗喷头5进行清洗，并在清洗后进行充分的干燥，以保持石墨烯薄膜的稳定性，干燥过程先使用挤出轮14挤出石墨烯薄膜表面残留的较大的水滴，减少水分后，再利用吸水棉13吸收剩余的水分，最终使用吹风烘干的方式充分干燥，吸水棉13由于配置了用于抽水的抽气泵7和刮板9，也能够提供持续的吸水性能。本装置结构简单，使用方便，能够以最快的速度完成干燥，提高工作效率且降低能耗，能够使石墨烯薄膜转移的效率显著提高，使石墨烯薄膜更易于投入工业化生产。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (8)
1.一种石墨烯薄膜转移装置，包括安装板、电剥离组件和干燥组件；其特征在于，所述安装板上依次安装有原料辊、电剥离组件、清洗喷头、催化剂辊、干燥组件和收卷辊；所述干燥组件包括转动安装在安装板上的挤出轮、吸水轮、抽气泵和吹气泵，所述吸水轮表面包裹有吸水棉；所述抽气泵固接安装板，所述抽气泵一侧开有抽气嘴，所述抽气嘴靠近吸水轮的一侧安装有凸起的刮板，所述刮板与吸水棉压力接触。
2.根据权利要求1所述的石墨烯薄膜转移装置，其特征在于，所述吸水轮与收卷辊之间安装有固定连接安装板的吹气泵，所述吸水轮和挤出轮分别穿过安装板连接驱动器。
3.根据权利要求1或2所述的石墨烯薄膜转移装置，其特征在于，所述安装板上分别转动安装有贴合吸水轮和挤出轮的辅助轮，所述安装板远离抽气泵的一面安装有连接抽气泵的回水箱。
4.根据权利要求1所述的石墨烯薄膜转移装置，其特征在于，所述原料辊、催化剂辊和收卷辊分别穿过安装板连接对应的驱动器。
5.根据权利要求1所述的石墨烯薄膜转移装置，其特征在于，所述电剥离组件包括安装在安装板上的电解槽、供电器和剥离辊，所述电解槽连接供电器，所述剥离辊位于电解槽内且与电解槽转动连接，所述剥离辊穿过安装板连接对应的驱动器。
6.根据权利要求5所述的石墨烯薄膜转移装置，其特征在于，所述剥离辊与原料辊和干燥组件之间分别安装有辅助轮，所述辅助轮与安装板转动连接。
7.根据权利要求1所述的石墨烯薄膜转移装置，其特征在于，所述安装板上靠近干燥组件的部位安装有清洗喷头，所述清洗喷头穿过安装板连接供水管。
8.根据权利要求1或7所述的石墨烯薄膜转移装置，其特征在于，所述安装板上对应干燥组件和清洗喷头的区域安装有废水箱。
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