[發明專利]一種石墨烯的生產裝置及制備方法

在審

• 申請號: 201410570659.0
• 申請日: 2014-10-24
• 公開（公告）號: CN105585004A
• 公開（公告）日: 2016-05-18
• 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: 江陰市同盛專利事務所(普通合伙) 32210
• 代理人: 唐紉蘭;沈國安

1.一種石墨烯的生產裝置，其特征在于它包括反應釜（1）和電機（2），所述電機（2）安裝于反應釜（1）的頂部，在所述電機（2）的輸出端上連接有剪切器（3），在所述反應釜（1）的頂部設置有進料口（4）、壓力表（5）和溫度計（6），在所述反應釜（1）的內壁面上設置有剪切溝槽（7），在所述反應釜（1）的中下部設置有出料口（8），在所述反應釜（1）的外圍設置有夾套（9），在所述夾套（9）上設有熱媒進口和出口，所述反應釜（1）的出料口與儲料罐（10）的進料口相連，所述儲料罐（10）的出料口與離心機（11）的進料口相連，所述離心機（11）的出料口與冷凍干燥機（12）的進料口相連。

2.根據權利要求1所述的一種石墨烯的生產裝置，其特征在于所述剪切器（3）包括與電機（2）相連的轉動軸（31），在所述轉動軸（31）的下部均勻設置有多個剪切葉片（32），在所述剪切葉片（32）上設置有與之相垂直的端部剪切葉片（33）。

3.根據權利要求1所述的一種石墨烯的生產裝置，其特征在于所述剪切溝槽（7）由四面體或齒形或兩者結合組成，溝槽之間交錯、平行、螺旋上升或下降形式排布。

4.根據權利要求1或3所述的一種石墨烯的生產裝置，其特征在于所述剪切溝槽（7）的四面體或齒形的頂角角度為10°~160°，長度為1cm-1000cm，厚度為0.5cm~3cm。

5.一種利用如權利要求1所述的生產裝置制備石墨烯的方法，其特征在于所述方法包括以下步驟：

步驟一、將純度在98%以上，粒徑為2μm~1cm石墨鱗片和溶劑注入反應釜內，同時添加分散劑，啟動電機進行攪拌，使物料混合均勻，攪拌均勻后，封閉反應釜；

步驟二、加熱反應釜，保持反應釜內溫度為80℃~150℃，壓力為0.1-5Mpa，剪切器轉速為1000~20000rpm/min，5h后關閉電機，通過出料口將上層石墨烯懸浮液排出至儲料罐內，靜置12~24h；

步驟三、將儲料罐內的石墨烯懸浮液輸送至離心機內，離心機轉速為1000-6000rpm/min，10min~2h，取上層清液，真空過濾得到濾餅；

步驟四、將步驟三得到的濾餅以適量的蒸餾水洗滌3次，濾餅轉移至冷凍干燥機內，冷凍干燥3h，即得到石墨烯產品。

6.根據權利要求5所述的一種制備石墨烯的方法，其特征在于溶劑包括水，乙腈，正丁醇，乙醇，丙酮，N,N-二甲基甲酰胺，N-甲基吡咯烷酮中的一種或多種混合物，分散劑包括十六烷基三甲基溴化銨，十二烷基硫酸鈉，十二烷基苯磺酸鈉，膽酸鈉，聚乙烯醇，聚乙烯吡咯烷酮中的一種或多種的復配。