[實用新型]一種用于氧化石墨烯高溫還原的回轉電阻爐

有效

• 申請號: 201720620175.1
• 申請日: 2017-05-31
• 公開（公告）號: CN206970220U
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發明（設計）人: 周寶珠;蔣虎南;胡鍵;漆長席
• 申請（專利權）人: 大英聚能科技發展有限公司
• 主分類號: C01B32/184
• 分類號: C01B32/184
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司51230
• 代理人: 李春芳

技術領域

本實用新型屬石墨烯制備技術領域，具體涉及一種用于氧化石墨烯高溫還原的回轉電阻爐。

背景技術

石墨烯是近幾年發展起來的一種具有優良力學、電學、光學性能的材料，在透明電極、晶體管、傳感器、能源儲存、高強度復合材料等方面存在廣泛的應用前景。

目前石墨烯主要制備方法有機械剝離法、化學氣相沉淀CVD法、外延生長法、氧化還原法等。氧化還原法依次經過氧化和還原兩個過程，氧化劑將天然石墨進行氧化，產生膨脹剝離，然后在高溫環境下對剝離的石墨層進行還原。其中低溫氧化插層法是一種改進的氧化還原方法，具有操作簡單、性能穩定的優點，是一種可實現石墨烯材料工業化生產的合成方法。對于還原過程來說，其還原溫度對石墨烯的還原程度、官能團結構、表面形貌等都具有重要影響。

現有的普通高溫回轉爐在制備石墨烯材料的過程中存在以下問題：一是生產工藝中高溫還原裝置連續性較差、耐腐蝕性差、熱穩定差、高能耗、產品一致性差且操作復雜等困難；二是石墨烯煅燒過程中所產生的生燒、過燒、夾生等缺陷，可縮短石墨烯的反應時間并提高產品品質均勻性；三是石墨烯材料在高溫還原過程中也會生成大量腐蝕氣體，對設備本身、產品質量影響明顯。

實用新型內容

本實用新型的目的在于：針對上述氧化石墨烯還原回轉電阻爐存在的問題，本實用新型提供一種用于氧化石墨烯還原的回轉電阻爐。

本實用新型采用的技術方案如下：

一種用于氧化石墨烯高溫還原的回轉電阻爐，包括一對加熱組件、爐管組件、爐管支撐座和爐管傾斜機構，加熱組件為內圓外方的中空半殼結構，所述一對加熱組件以內圓相對方式扣接密封設置，爐管組件卡設于所述一對加熱組件之間，爐管支撐座和爐管傾斜機構均設置于爐管組件的出料端，爐管組件的出料端低于爐管組件的進料端。

進一步限定，所述加熱組件包括中部的第一加熱組件及對稱設置在第一加熱組件兩側的第二加熱元件，所述第一加熱組件由若干順次連接的第一加熱元件組成。

進一步限定，所述爐管組件包括卡設于一對加熱組件之間的爐筒，爐筒內沿爐筒軸向方向設置有爐管，爐管一端伸出所述進料端形成原料進口，所述爐管另一端伸出所述出料端形成產品出口，產品出口上設置有主進氣口，所述爐管支撐座和爐管傾斜機構均設置于所述出料端底部。

進一步限定，所述第一加熱元件包括從外到內順次連接的第一保溫層、第一半殼、第一外膽和第一石英層，所述第一半殼內卡設有若干第一加熱棒。

進一步限定，所述第二加熱元件包括左部分的第三加熱部分和右部分第四加熱部分，第四加熱部分的結構與所述第一加熱元件的結構相同，第三加熱部分包括由外到內順次連接的第二保溫層、第二半殼、第二外膽和第二石英層，所述第二半殼上卡設有若干第二加熱棒。

進一步限定，所述第一加熱元件和所述第二加熱元件上均設置有測溫元件。

進一步限定，所述原料出口上設置有煙氣處理裝置。

進一步限定，所述煙氣處理裝置包括順次連接的還原氣體出口管路、還原氣體回收機構和煙道，還原氣體回收機構與煙道的連接處設置有過濾網，所述煙道內壁安裝有隔板，所述煙道側壁上的隔板處開設有粉塵出口，粉塵出口上安裝有球閥。

進一步限定，所述原料進口采用聚四氟乙烯材質，所述爐筒采用多晶莫來石纖維模塊材質，所述爐管外層采用310S不銹鋼耐熱合金材質。

進一步限定，所述爐管支撐座下端設置有平臺，平臺上設置有驅動加熱組件沿自身中心軸旋轉的伺服機構。

綜上所述，由于采用了上述技術方案，本實用新型的有益效果是：

1.本實用新型具有結構簡單、操作方便的優點，一對加熱組件用于對爐管進行加熱且采用以內圓相對方式扣接密封設置，便于冷卻時機械打開，增加降溫速度；爐管傾斜機構用于將爐管傾斜，當氧化石墨烯被還原時由于重力的作用石墨烯出料端運動，還原產生的腐蝕性氣體向氧化石墨烯進口端運動形成自動的氣固分離，且起到傳遞溫度和還原氣體的充分利用的作用。

2.加熱組件中部的第一加熱組件及對稱設置在第一加熱組件兩側的第二加熱元件，所述第一加熱組件由若干順次連接的第一加熱元件組成，便于加熱組件的拆卸、維修以及設備的散熱。

3.爐筒用于爐管的固定以及提升溫度穩定性、提高升溫速度、提高熱穩定性，節約能耗；主進氣口設置于產品出口端，一方面可用于產品的降溫處理，另一方面還原氣體的純度較高，有利于氧化石墨烯還原的徹底性。