[實(shí)用新型]一體化生產(chǎn)氧化石墨烯或還原氧化石墨烯的裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201521003558.1
• 申請(qǐng)日: 2015-12-02
• 公開（公告）號(hào): CN205133157U
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石回回;高緊緊;王清露;張家平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽易能新材料科技有限公司
• 主分類號(hào): C01B31/04
• 分類號(hào): C01B31/04
• 代理公司: 合肥市上嘉專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34125
• 代理人: 王偉

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及石墨烯技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種一體化生產(chǎn)氧化石墨烯或還原氧化石墨烯的裝置。

背景技術(shù)

石墨烯是碳原子以SP2雜化軌道按照六角蜂巢型排列而成的二維晶體，是截止目前世界上最薄的一種二維材料，被譽(yù)為“碳材料之母”。自2004年被曼徹斯特大學(xué)的科學(xué)家成功從石墨中分離出以后，石墨烯就成為科學(xué)界和工業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。石墨烯具有高的比表面積、突出的導(dǎo)熱性能和力學(xué)性能、非凡的電子傳遞性能等，使其在納米電子器件、復(fù)合材料、超輕超硬材料、透明導(dǎo)電材料、超級(jí)電容器、鋰離子電池、儲(chǔ)氫材料等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用研發(fā)前景。因此，開發(fā)大規(guī)模、高質(zhì)量、低成本的石墨烯制備技術(shù)被人們認(rèn)為是推動(dòng)石墨烯在能源、信息等領(lǐng)域應(yīng)用的戰(zhàn)略起點(diǎn)。其中，化學(xué)氧化還原法由于其原料價(jià)廉易得、制備過程簡(jiǎn)單而被認(rèn)為是目前最有可能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化制備石墨烯的方法。

化學(xué)氧化還原法是將石墨氧化、剝離、再還原的一種制備方法。CN202683216U公開了一種工業(yè)用制備石墨烯的大型反應(yīng)釜裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)氧化石墨烯制備全過程中反應(yīng)溫度、攪拌轉(zhuǎn)速、恒溫狀態(tài)的自動(dòng)控制。CN203021301U公開了一種用于規(guī)模化制備氧化石墨烯的電化學(xué)剝離裝置，以解決氧化石墨烯規(guī)模化剝離的問題。但這些裝置將氧化還原法制備石墨烯的各步驟之間相互分離，或只能進(jìn)行石墨化學(xué)反應(yīng)，或只對(duì)反應(yīng)后溶液進(jìn)行剝離，不能實(shí)現(xiàn)石墨烯的連續(xù)制備，需要將反應(yīng)物在不同的裝置之間轉(zhuǎn)移，操作繁瑣，耗時(shí)長(zhǎng)，效率低,并且轉(zhuǎn)移的過程難免造成產(chǎn)品損失，導(dǎo)致產(chǎn)率低下。

采用化學(xué)氧化還原法制備石墨烯是目前最容易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的方法，該方法不僅需要使用大型的反應(yīng)釜，而且耗時(shí)長(zhǎng)，需要經(jīng)過多次轉(zhuǎn)移，產(chǎn)品在轉(zhuǎn)移中有損耗。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了避免現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，本實(shí)用新型提供一種一體化生產(chǎn)氧化石墨烯或還原氧化石墨烯的裝置，該裝置不需要產(chǎn)品的反復(fù)轉(zhuǎn)移，減少產(chǎn)品的損耗，提高生產(chǎn)效率。

本實(shí)用新型解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：

一體化生產(chǎn)氧化石墨烯或還原氧化石墨烯的裝置，包括設(shè)有加料口和出料口的密閉反應(yīng)器，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在于，所述反應(yīng)器的底部連通一抽濾器，所述反應(yīng)器的外壁設(shè)有恒溫層，所述恒溫層外包裹一微波加熱套。

作為優(yōu)選，所述恒溫層為一密閉腔體，所述密閉腔體通過管路與恒溫裝置相連形成閉路循環(huán)。

作為優(yōu)選，所述反應(yīng)器內(nèi)還設(shè)有攪拌槳、超聲棒和溫度傳感器，所述攪拌槳與設(shè)在反應(yīng)器外的速度控制儀連接，并通過速度控制儀控制其運(yùn)行及運(yùn)行速度，所述超聲棒與設(shè)在反應(yīng)器外的超聲控制儀連接，并通過超聲控制儀控制其運(yùn)行；所述溫度傳感器與設(shè)在反應(yīng)器外的溫度顯示器連接，將溫度傳感器監(jiān)測(cè)的溫度實(shí)時(shí)顯示在溫度顯示器上。

作為優(yōu)選，所述反應(yīng)器的底部設(shè)有抽濾口，所述抽濾口處設(shè)有濾膜，所述抽濾器包括抽濾瓶以及與抽濾瓶相連通的水泵，所述抽濾瓶的口部與抽濾口密封連接，并設(shè)有控制閥。

作為優(yōu)選，所述反應(yīng)器的頂部通過管路還連接一廢氣收集裝置。

作為優(yōu)選，所述加料口設(shè)在反應(yīng)器的頂部，包括固體反應(yīng)物加料口和液體反應(yīng)物加料口，所述固體反應(yīng)物加料口和液體反應(yīng)物加料口的上部均設(shè)有多個(gè)分料口，對(duì)應(yīng)所述的多個(gè)分料口分別設(shè)有控制閥。

作為優(yōu)選，所述固體反應(yīng)物加料口和液體反應(yīng)物加料口的分料口分別為三個(gè)和四個(gè)。

作為優(yōu)選，所述裝置包括自動(dòng)化控制系統(tǒng)，所述自動(dòng)化控制系統(tǒng)控制反應(yīng)器的各個(gè)加料口控制閥的打開和關(guān)閉以及控制抽濾和微波加熱套的開關(guān)。

與已有技術(shù)相比，本實(shí)用新型有益效果體現(xiàn)在：

本實(shí)用新型提供了一體化生產(chǎn)氧化石墨烯或還原氧化石墨烯的裝置可實(shí)現(xiàn)氧化石墨烯或還原氧化石墨烯的一體化、低成本、高產(chǎn)率地生產(chǎn)。且本實(shí)用新型裝置可采用自動(dòng)化控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜過程的調(diào)控，在石墨烯制備的過程中減少人力付出，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型工作流程圖。