[發(fā)明專利]生產(chǎn)石墨烯粉體的設(shè)備

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710947669.5
• 申請(qǐng)日: 2017-10-12
• 公開（公告）號(hào): CN107572508A
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張錦;楊良偉;孫陽勇;劉海舟;韓東;黃歡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京大學(xué);北京石墨烯研究院
• 主分類號(hào): C01B32/184
• 分類號(hào): C01B32/184
• 代理公司: 北京律智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11438
• 代理人: 李華,崔香丹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石墨粉體的生產(chǎn)設(shè)備，更具體地，涉及利用微波使得金屬產(chǎn)生電暈放電特性連續(xù)生產(chǎn)石墨烯粉體的設(shè)備。

背景技術(shù)

石墨烯作為面向未來的明星材料，在各個(gè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，也因此，其制備方法一直以來受到大家的關(guān)注。目前，獲得石墨烯粉體的方法主要分為化學(xué)氣相沉積法和還原氧化法。其中，由化學(xué)氣相沉積法制備的石墨烯，品質(zhì)較高，但設(shè)備可裝載基片小，功能單一，可重復(fù)性差，難以滿足薄膜類材料的科學(xué)研究以及規(guī)模化制備需求。另外，通過還原氧化法制備的石墨烯粉體，雖然可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模批量制備，但該過程產(chǎn)生的環(huán)境污染以及能源消耗不容忽視，更為重要的是，其所獲得石墨烯粉體品質(zhì)較差，無法體現(xiàn)石墨烯的本征性質(zhì)，極大限制了其應(yīng)用范圍。

發(fā)明內(nèi)容

為克服上述缺陷，本發(fā)明提供一種生產(chǎn)石墨烯粉體的設(shè)備，包括：微波腔室，包括微波源；進(jìn)出氣系統(tǒng)，包括將碳源氣體和惰性氣體引入所述微波腔室的進(jìn)氣系統(tǒng)和將反應(yīng)廢氣排出所述設(shè)備的出氣系統(tǒng)；以及產(chǎn)物接收系統(tǒng)，用于接受和存儲(chǔ)產(chǎn)生的石墨烯粉體。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，還包括導(dǎo)氣腔室，所述導(dǎo)氣腔室設(shè)置于所述微波腔室上部。

根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，所述進(jìn)出氣系統(tǒng)包括與所述導(dǎo)氣腔室和/或所述微波腔室相連的進(jìn)氣口。

根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，還包括用于觀察所述微波腔室內(nèi)部的觀察系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，所述產(chǎn)物接受系統(tǒng)設(shè)置于所述微波腔室下方，通過快鎖所述產(chǎn)物接受系統(tǒng)與所述微波腔室連接。

根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，還包括設(shè)置于所述微波腔室內(nèi)、用于產(chǎn)生石墨烯粉體的石英反應(yīng)管，以及通過所述進(jìn)氣系統(tǒng)引入將反應(yīng)氣體引入所述石英反應(yīng)管的石英管。

根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，還包括進(jìn)出氣控制系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，其特征在于，還包括用于控制微波的微波控制系統(tǒng)。

本發(fā)明的設(shè)備在碳源持續(xù)通入的條件下，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)接收石墨烯粉體，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)制備石墨烯粉體的目標(biāo)。本發(fā)明的設(shè)備可以滿足不同材料的生長(zhǎng)條件；調(diào)節(jié)參數(shù)多，可以實(shí)現(xiàn)微波功率連續(xù)可調(diào)，可用于摸索新材料的生長(zhǎng)工藝；能夠?qū)崿F(xiàn)新材料的高品質(zhì)生長(zhǎng)；對(duì)于科學(xué)研究以及規(guī)?；a(chǎn)石墨烯材料意義重大。

附圖說明

通過參照附圖詳細(xì)描述其示例實(shí)施方式，本發(fā)明的上述和其它特征及優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯。

圖1是本發(fā)明的可連續(xù)生產(chǎn)石墨烯粉體微波設(shè)備主體效果圖；

圖2是本發(fā)明的可連續(xù)生產(chǎn)石墨烯粉體微波設(shè)備下端效果圖；

圖3是本發(fā)明的可連續(xù)生產(chǎn)石墨烯粉體微波設(shè)備透射效果圖；

圖4是本發(fā)明的可連續(xù)生產(chǎn)石墨烯粉體微波設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)效果圖；

圖5是本發(fā)明的可連續(xù)生產(chǎn)石墨烯粉體微波設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖面效果圖；

圖6是本發(fā)明的可連續(xù)生產(chǎn)石墨烯粉體微波設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明的可連續(xù)生產(chǎn)石墨烯粉體微波設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)俯視圖；

圖8是實(shí)施例1制備的石墨烯的拉曼光譜圖；

圖9是實(shí)施例2制備的石墨烯的拉曼光譜圖；以及

圖10是實(shí)施例3制備的石墨烯的拉曼光譜圖。

其中，附圖標(biāo)記說明如下：

1-微波源；2-催化劑；3-進(jìn)氣口；3a-石英進(jìn)氣管；4-出氣口；5-進(jìn)料口；6-石英反應(yīng)管；7-儲(chǔ)料罐；8-快鎖；9底腳；10-設(shè)備外殼；11-觀察窗口；12-法蘭接口；13-微波腔室；14-導(dǎo)氣腔室；15-石英棒。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施例與附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明，但本發(fā)明并不局限于此。

在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

為克服解決現(xiàn)有石墨烯粉體制備存在的高污染問題，本發(fā)明將采用微波作為能量源，以含碳化學(xué)物質(zhì)作為原料，以此制備石墨烯粉體。下文參閱圖1-8，來解釋說明本發(fā)明的構(gòu)思。本發(fā)明的設(shè)備包括微波腔室13、進(jìn)出氣系統(tǒng)和產(chǎn)物接收系統(tǒng)。