[實(shí)用新型]一種石墨烯基棒的制備裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721284021.6
• 申請(qǐng)日: 2017-10-01
• 公開（公告）號(hào): CN207596472U
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張紅;王子韓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 王干
• 主分類號(hào): C01B32/19
• 分類號(hào): C01B32/19;C01B25/45;C08L29/04;C08L29/06;C08K5/08;C08K5/04;C08K3/04
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一種石墨烯基棒的制備裝置，由恒溫加熱裝置（1）、二氧化硅毛細(xì)管柱（2）、溶液槽（3）、旋轉(zhuǎn)臺(tái)（4）、承接液（5）和隔熱塞（6）組成；二氧化硅毛細(xì)管柱（2）穿過恒溫加熱裝置（1）內(nèi)部，通到溶液槽（3）中，所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)（4）在工作過程中保持恒速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，以提供制取石墨烯基棒所需的剪切力，承接液（5）為低密度溶液，低密度溶液為乙醇，隔熱塞（6）主要減少恒溫加熱裝置（1）的熱量散失，減少能耗、提高恒溫加熱裝置（1）內(nèi)部熱穩(wěn)定性。該石墨烯基棒制備裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、成本低廉并且可連續(xù)作業(yè)等優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及新型材料制備領(lǐng)域，尤其是一種新型石墨烯基棒的制備裝置。

背景技術(shù)

石墨烯是一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料，具有目前世界上最薄的厚度、最堅(jiān)硬的硬度、最高的導(dǎo)電性，本身為蜂窩結(jié)構(gòu)的二維碳原子晶體，其所具有的優(yōu)異電學(xué)性能，熱學(xué)性能，機(jī)械性能，以及特殊的量子霍爾效應(yīng)和量子隧穿效應(yīng)等，可望廣泛應(yīng)用于感應(yīng)器、納米復(fù)合材料、電池、超級(jí)電容器等領(lǐng)域，具有極其廣泛的應(yīng)用價(jià)值與應(yīng)用前景。然而，要實(shí)現(xiàn)其進(jìn)一的實(shí)際應(yīng)用，在保留其性能的基礎(chǔ)上對(duì)納米尺度的石墨烯進(jìn)行宏觀尺度的組裝是一個(gè)必須的步驟。石墨烯基各種組裝體，如零維石墨烯基微球，一維石墨烯基纖維、石墨烯基帶，二維石墨烯膜，三維石墨烯基氣凝膠等，已經(jīng)引起了人們的廣泛研究興趣并進(jìn)行了大量的研究，相應(yīng)已有相對(duì)成熟的制備工藝與流程。然而，石墨烯基微米棒研究較少（我查到），相應(yīng)連續(xù)生產(chǎn)裝置尚無報(bào)道。對(duì)于石墨烯基微米棒，本身優(yōu)異的電導(dǎo)性、熱導(dǎo)性、高的比表面積，可以直接作為電池中導(dǎo)電或熱導(dǎo)添加劑，來提高電池容量與安全性能，直接作為催化劑應(yīng)用于催化領(lǐng)域，或者作為超級(jí)電容器主體活性材料，因此有廣泛的應(yīng)用前景。此外，通過結(jié)合石墨烯超高的比表面積、優(yōu)異的電導(dǎo)性與熱導(dǎo)性，石墨烯基微米棒有望實(shí)現(xiàn)與高載量的活性物質(zhì)結(jié)合，相應(yīng)高載量的活性物質(zhì)（如磷酸鐵鋰、氫氧化鎳、二氧化錳等）與石墨烯良好接觸，顯著的提高了活性物質(zhì)的電導(dǎo)性，有望進(jìn)一步應(yīng)用于超級(jí)電容器、電池、催化、傳感等領(lǐng)域，具有廣泛的應(yīng)用前景與應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

為了提供一種連續(xù)制備石墨烯基微米棒的裝置，通過該裝置可以連續(xù)生產(chǎn)石墨烯基微米棒，而石墨烯基微米棒有望應(yīng)用于超級(jí)電容器、電池、催化、傳感等領(lǐng)域，因此，本實(shí)用新型具有廣泛的應(yīng)用前景與應(yīng)用價(jià)值。

本實(shí)用新型提供的石墨烯基棒制備裝置，由恒溫加熱裝置、二氧化硅毛細(xì)管柱、溶液槽、旋轉(zhuǎn)臺(tái)、承接液和隔熱塞組成，二氧化硅毛細(xì)管柱穿過恒溫加熱裝置內(nèi)部，通到溶液槽中，所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)在工作過程中保持恒速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，以提供制取石墨烯基棒所需的剪切力，承接液為低密度溶液，如乙醇、丙酮，或乙醇/丙酮/水兩者或三者間的混合液，隔熱塞主要減少加熱裝置的熱量散失，減少能耗、提高恒溫加熱裝置內(nèi)部熱穩(wěn)定性。本實(shí)用新型提供的石墨烯基棒制備裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、成本低廉并且可連續(xù)作業(yè)等優(yōu)勢(shì)。

本實(shí)用新型，所述石墨烯基微米棒是指純還原性氧化石墨烯微米棒或還原性氧化石墨烯/活性物質(zhì)復(fù)合微米棒或者還原性氧化石墨烯/聚合物復(fù)合微米棒，即含有還原性氧化石墨烯的微米棒，并不局限于純石墨烯微米棒；所述活性物質(zhì)為在電池、電容、催化等領(lǐng)域活性較好、性能優(yōu)異的納米或微米物質(zhì)，如磷酸鐵鋰、鋰鈷氧、氫氧化鎳、二氧化錳、硫化鉬等；所述聚合物可以為聚丙烯醇、聚乙烯醇、殼聚糖、海藻酸鈉等可以和氧化石墨烯良好共混的聚合物。

本實(shí)用新型的有益效果：

（1）使用該裝置可以高效、快速、大規(guī)模的制備高質(zhì)量石墨烯基棒；

（2）在實(shí)現(xiàn)了石墨烯基棒快速制備的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了石墨烯基棒與其他物質(zhì)的復(fù)合，拓展其功能化應(yīng)用；

（3）通過各個(gè)反應(yīng)參數(shù)的相互配合，實(shí)現(xiàn)了石墨烯基棒的穩(wěn)定生產(chǎn)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的石墨烯基棒制備裝置的總體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型中石墨烯基棒收集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；