[發明專利]一種用電弧法制備石墨烯的設備

有效

• 申請號: 201610831624.7
• 申請日: 2016-09-18
• 公開（公告）號: CN107840320B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 李強;單立龍;李厚福
• 申請（專利權）人: 黑龍江省華升石墨股份有限公司
• 主分類號: C01B32/184
• 分類號: C01B32/184
• 代理公司: 北京化育知識產權代理有限公司 11833
• 代理人: 尹均利

一種用電弧法制備石墨烯的設備，該設備由氫、氦氣瓶、陽、陰極、推進器、腔體、顯示屏、制冷裝置、放電設備、工作臺等組成，工作臺上設有腔體，腔體內設有多個夾層，底部設有出料口，左側設有陽極，右側設有推進器，腔體底部設有陰極，工作臺的中間處設有顯示器，推進裝置在工作臺的尾部，工作臺內設有放電設備，配電箱，外部設有制冷裝置，特點是真空腔體設有多個夾層，氫氣和氦氣做保護氣體，加長的高純石墨棒做陰極與陽極在放電設備的放電條件下產生電弧，消耗加長的高純石墨棒，放電設備調節電壓、電流大小，達到增加生產的效率，操作簡單，增加了安全性，降低了成本，反應條件穩定，生產的石墨烯品質優良，是一種較理想生產石墨烯的設備。

所屬技術領域

本發明涉及電弧法制備石墨烯設備，是一種用于生產石墨烯的設備。

背景技術

目前，現有制備石墨烯的設備，采用的是石墨棒的材料，但存在不足是，石墨棒短，在生產過程中，石墨棒反應相應減少，隨石墨棒在生產過程中逐漸縮小，會出現電流變動，電壓變動，使生產出的石墨烯產品質量不穩定，產量低，而生產石墨烯的設備，是用氬氣、氫氣做保護氣體，用高壓反應，其危險性高，不僅生產成本大，而且生產效率低。

發明內容

為了克服上述存在的問題，本發明目的是要提供一種用電弧法制備石墨烯的設備，腔體是用水循環降溫夾層，用氫氣和氦氣做保護氣體，用負壓反應，用高純加長石墨棒做原料反應，用放電設備，隨石墨棒在生產過程中逐漸減小，調節電流、電壓，達到穩定反應條件，使生產的石墨烯品質穩定，這樣，即增加了生產效率，又降低了危險性，設備操作簡單。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是，該設備由氫氣瓶、氦氣瓶、陽極、陰極、推進器、腔體、顯示屏、制冷裝置、放電設備、配電箱、真空泵、工作臺等部件組成，在工作臺平面的前端設有腔體，腔體內設有多個夾層，腔體的降溫是通過夾層內被冷卻的水在夾層內循環實現的，腔體的底部左側設有出料口，在腔體左側設有陽極，在腔體前方設有觀察窗，在觀察窗上設有保護眼睛、觀察反應情況用的觀察片，在腔體右側設有推進器，推進器的一端與腔體連接，另一端與推進裝置連接，在腔體右后側設有真空擋板閥，腔體上部設有上端蓋，在上端蓋上設有連接真空壓力表和真空計的三通閥，在腔體底部設有穿過底部的陰極，在工作臺的中間處設有顯示器，推進裝置設在工作臺的尾部，在工作臺內的前端設有放電設備，靠近放電設備設有配電箱，在配電箱處設有水壓表，靠近水壓表處設有質量流量計，在質量流量計旁設有分水器，工作臺內的尾部設有真空泵，在工作臺外部的右側設有制冷裝置，使用時陽極與把作陰極的加長石墨棒通過放電設備，激發電弧，最后生產出的石墨烯經出料口排出即可。

本發明的有益效果是，由于采用了上述的技術方案，在真空腔體設有多個夾層，腔體通過夾層內被冷卻的水在夾層內循環實現降溫，采用氫氣和氦氣做保護氣體，把加長的高純石墨棒做陰極與陽極在放電設備的放電條件下產生電弧，消耗加長的高純石墨棒，通過放電設備調節電壓、電流大小，達到增加生產的效率，特點是操作簡單，增加了安全性，降低了成本，反應條件穩定，生產的石墨烯品質優良，是一種較理想的生產石墨烯的設備。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

附圖1是本發明的示意圖。

附圖2是本發明真空腔體的剖視圖。

圖中1、設備，2、氫氣瓶，3、氦氣瓶，4、陽極，5、陰極，6、推進器，7、腔體，8、上端蓋，9、真空擋板閥，10、顯示屏，11、推進裝置，12、制冷裝置，13、放電設備，14、配電箱，15、水壓表，16、質量流量計，17、分水器，18、真空泵，19、工作臺，20、三通閥，21、觀察窗，22、觀察片，23、直角截止閥，24、出料口，25、夾層A，26、夾層B，27、夾層C，28、內腔。

具體實施方式

該設備1由氫氣瓶2、氦氣瓶3、陽極4、陰極5、推進器6、腔體7、顯示屏10、制冷裝置12、放電設備13、配電箱14、真空泵18、工作臺19等部件組成，工作臺19的左側放置氫氣瓶2、氦氣瓶3，右側放置制冷裝置12，制冷設備12用金屬軟管連接分水器17，工作臺19是不銹鋼制成的，在工作臺19的上平面前端的腔體7用螺栓固定在工作臺19的平面上，腔體7采用夾層降溫結構，腔體7內的內腔28與外部均由不銹鋼材料焊接形成夾層25A，夾層26B，夾層27C，腔體7的降溫是通過夾層內被冷卻的水在夾層25A，夾層26B，夾層27C內循環實現的，腔體7采用內部拋光，外部噴砂工藝，陽極4用法蘭連接腔體7左側，陰極5用螺栓固定到腔體7底部右側，腔體7底部左側的出料口24采用卡箍密封，推進器6一端用卡箍連接腔體7右側，另一端推進裝置11與推進器6末端采用齒輪咬合，推進設置11用螺栓固定在工作臺19的平面上的末端，上端蓋8用螺栓連接腔體7上部，三通閥20連接上端蓋8的上部的真空壓力表、真空計，真空擋板閥9用卡箍連接腔體7，觀察窗21用螺栓連接腔體7前方處，觀察片22放置在觀察窗21上，觀察片22的材質是石英玻璃，直角截止閥23設置在觀察窗21的兩側用螺紋與腔體7連接，顯示器10用支架放置在工作臺19的平面中央，放電設備13放置在工作臺19內的下部前端，放電設備13采用電纜連接陽極4、陰極5，分水器17分別連接進水管、出水管，通過快接三通用軟管連接分水器17、水壓表15、陰極5通過快接三通用軟管連接分水器17、腔體7、陰極5，真空擋板閥9用波紋管連接真空泵18，觀察窗21右側直角截止閥23用不銹鋼管連接質量流量計16，氫氣瓶2、氦氣瓶3分別用金屬軟管連接質量流量計16，這樣即可進入工作狀態。