[發明專利]一種石墨烯剝離釜、石墨烯生產系統及生產石墨烯的方法

有效

• 申請號: 201410567248.6
• 申請日: 2014-10-23
• 公開（公告）號: CN104370283A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發明（設計）人: 戴加龍
• 申請（專利權）人: 江陰碳谷科技有限公司
• 主分類號: C01B31/04
• 分類號: C01B31/04
• 代理公司: 江陰大田知識產權代理事務所(普通合伙) 32247
• 代理人: 楊新勇

1.一種石墨烯剝離釜，其特征在于，包括外周設有加熱夾套的釜體，釜體設有用于檢測釜內壓力的壓力表和檢測釜內溫度的測溫裝置；釜體的頂部設有進料口，釜體的中下部設有出料口，釜體內設有轉動軸，轉動軸連接有攪拌槳葉，轉動軸與設在釜體的外頂部的驅動電機連接；在釜體內壁面上緊密排布有用于剝離石墨片的定剪切刀片，定剪切刀片的刀刃向內超出所述釜體的內壁面，相鄰定剪切刀片之間形成溝槽。

2.如權利要求1述的石墨烯剝離釜，其特征在于，所述定剪切刀片呈錐形或鋸齒形或兩者的結合；錐形或齒形的頂角角度為10-160°。

3.如權利要求2所述的石墨烯剝離釜，其特征在于，所述攪拌槳葉為軸流式攪拌槳葉；所述定剪切刀片設置在所述攪拌槳葉滑過的所述釜體內壁面區域及該區域附近；所述定剪切刀片在所述釜體的內壁面沿所述轉動軸的轉動方向螺旋上升排布。

4.如權利要求3所述的石墨烯剝離釜，其特征在于，所述定剪切刀片為鋸齒形，且為勾刀；各定剪切刀片的兩側端面垂直于其所在螺旋線，齒尖略朝背離所述定剪切刀片的螺旋上升方向彎曲，形成勾刀的翹曲部；所述定剪切刀片的齒尖略朝背離所述定剪切刀片的螺旋上升方向彎曲的角度為5-15°。

5.如權利要求2所述的石墨烯剝離釜，其特征在于，所述攪拌槳葉為徑流式攪拌槳葉，所述定剪切刀片設置在所述攪拌槳葉滑過的所述釜體內壁面區域的上方和下方，分別為上定剪切刀片和下定剪切刀片；所述上定剪切刀片在所述釜體的內壁面沿所述轉動軸的轉動方向螺旋上升排布；所述下定剪切刀片在所述釜體的內壁面沿所述轉動軸的轉動方向螺旋下降排布。

6.如權利要求5所述的石墨烯剝離釜，其特征在于，所述定剪切刀片為鋸齒形，且為勾刀；各定剪切刀片的兩側端面分別垂直于其所在螺旋線，上定剪切刀片的齒尖略朝背離所述上定剪切刀片的螺旋上升方向彎曲，形成勾刀的翹曲部；所述下定剪切刀片的齒尖略朝背離所述下定剪切刀片的螺旋下降方向彎曲，形成勾刀的翹曲部。

7.如權利要求6所述的石墨烯剝離釜，其特征在于，所述攪拌槳葉的徑向末端還分布有用于剝離石墨片的動剪切刀片，動剪切刀片從攪拌槳葉的徑向末端朝向所述釜體的內壁面設置；所述動剪切刀片為鋸齒形，且為勾刀；位于所述攪拌槳葉的徑向末端上部的動剪刀刀片的齒尖略向上彎曲，形成勾刀的翹曲部；位于所述攪拌槳葉的徑向末端下部的動剪刀刀片的齒尖略向下彎曲，形成勾刀的翹曲部。

8.如權利要求7所述的石墨烯剝離釜，其特征在于，所述上定剪切刀片的齒尖略朝背離所述上定剪切刀片的螺旋上升方向彎曲的角度為5-15°，所述下定剪切刀片的齒尖略朝背離所述下定剪切刀片的螺旋下降方向彎曲的角度為5-15°；所述動剪切刀片的齒尖略向豎直方向彎曲的角度為75-85°。

9.一種含權利要求1至8任意一項所述石墨烯剝離釜的石墨烯生產系統，其特征在于，除了所述石墨烯剝離釜，該石墨烯生產系統沿工藝順序還依次包括用于收集和靜置所述石墨烯剝離釜處理后排出產物的儲料罐、用于將儲料罐內上層懸浮液進行離心以分離剝離石墨烯和未剝離石墨的離心機、用于將離心機離心后得到的上層清液進行過濾、洗滌的真空過濾裝置、以及用于干燥真空過濾后石墨烯的冷凍干燥裝置。

10.一種使用含權利要求9所述的石墨烯生產系統生產石墨烯的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、將石墨鱗片和溶劑注入石墨烯剝離釜內，添加分散劑，啟動電機進行攪拌，使物料混合均勻，攪拌均勻后，封閉釜體；

步驟二、加熱石墨烯剝離釜的釜體，保持釜體內溫度為80-150℃，壓力為0.1-5Mpa，攪拌軸轉速為1000-20000?rpm/min，攪拌至少3h后關閉電機；

步驟三、通過釜體的出料口將上層石墨烯懸浮液排出至儲料罐內，靜置12-24h；

步驟四、將步驟三中儲料罐內的石墨烯懸浮液輸送至離心機內，離心機轉速為1000-6000?rpm/min，離心時間10min-2h，取上層清液，在真空過濾裝置中真空過濾得到濾餅；

步驟五、將步驟四得到的濾餅以適量的蒸餾水洗滌，濾餅在冷凍干燥裝置內冷凍干燥3h以上，即得到石墨烯產品。