[發明專利]一種石墨烯生產制造工藝

在審

• 申請號: 201810569219.1
• 申請日: 2018-06-05
• 公開（公告）號: CN108793125A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 陸摯譯
• 申請（專利權）人: 陸摯譯
• 主分類號: C01B32/184
• 分類號: C01B32/184;C01B32/192;B07B1/28;B07B1/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于石墨烯生產技術領域，具體的說是一種石墨烯生產制造工藝，該工藝中采用的微波反應釜，包括驅動電機、支撐板、方形轉軸、彈簧、振動皿、腳輪支架、腳輪，所述振動皿底端設置方形槽；所述方形槽內滑動安裝方形轉軸；所述方形轉軸上端設有一組彈簧，方形轉軸下端固定連接驅動電機轉軸；所述支撐板上表面設置一組圓弧形斜坡；所述振動皿下方設有一組腳輪支架；所述腳輪支架的上端與振動皿底面鉸接，腳輪支架下端鉸接腳輪，腳輪支架中部上方通過彈簧與振動皿底面連接；本發明通過在振動皿下方設置方形轉軸，實現振動皿既能夠被驅動旋轉又能夠上下振動；通過對稱設置的翻料板能夠通過正反轉使石墨顆粒被翻攪的更加均勻。

技術領域

本發明屬于石墨烯生產技術領域，具體的說是一種石墨烯生產制造工藝。

背景技術

石墨烯是單原子厚度的碳原子層，是碳原子以sp2雜化碳原子形成的厚度僅為單層原子的六角平面的排列成蜂巢晶格的單層二維晶體。石墨烯是已知材料中最薄的一種，還非常牢固堅硬；作為單質，它在室溫下傳遞電子的速度比已知所有的導體和半導體都快，同時，作為單層碳原子結構，石墨烯的理論比表面積高達3000m2/g。如此高的比表面積使得以基于石墨烯的材料成為極有前途的能量儲存活性材料，在儲氫、新型鋰離子電池、超級電容器或者燃料電池等方面擁有很好的應用前景。目前，制備石墨烯這種特殊的材料方法包括：輕微摩擦法或撕膠帶法、加熱SiC法、金屬襯底化學氣相沉積法、氧化還原法等。前三種方法由于產率低或者設備昂貴、過程繁瑣等原因并不適宜大規模生產石墨烯，氧化還原法因其具有產率較高的優勢相對而言更適合大規模生產。但是，傳統的氧化還原法采用的化學還原劑具有非常大的毒性，以至于這個還原方法對人身健康和環境保護構成了較大的威脅，熱還原方法具有快速和還原比較徹底的優點；但是由于加熱一般需要在1000℃以上的高溫下進行，增加了整個過程的能耗。而且，這個方法需要高溫加熱爐等比較昂貴設備。微波輻照加熱具有速度快，成本低，使用簡單等特點，輻照氧化石墨顆粒一分鐘之內即可得到黑色的蓬松的石墨烯粉末，但是普通的微波輻照在空氣中進行，先還原得到的石墨烯在微波輻照下極易燃燒甚至引起火患，為微波法生產石墨烯的工業化應用帶來了潛在的安全威脅。而且，微波輻照得到的石墨烯蓬松度很高，質輕易飛揚，很難收集。這些問題成為微波輻照法工業化生產石墨烯的障礙。

現有技術中也出現了一些石墨烯生產的技術方案，如申請號為201710952978.1的一項中國專利公開了一種石墨烯生產設備，包括微波腔體、微波發射器、振動塊、支撐板、放置皿、彈簧、進料斗和成品收集瓶，所述微波腔體頂端左側設有進料斗，所述進料斗貫穿微波腔體上壁，且所述進料斗內還設有封口塞，所述進料斗出口下方設有放置皿，所述放置皿下方設有振動塊，所述振動塊上表面開有兩對稱的長槽。

該技術方案中的石墨烯生產方法能夠保證氧化石墨顆粒能夠平鋪在放置皿上，使其能夠充分均勻的接受微波輻照，該技術方案能夠將不同的晶圓放置于不同的調節機構中，再進行研磨。但是該方案中放置皿中的石墨顆粒只能夠單一平面內振動，導致石墨顆粒上層積壓，影響反應效率；石墨顆粒集結呈塊狀時沒有設置破碎裝置，影響了石墨烯生產的適用范圍。

發明內容

為了彌補現有技術的不足，本發明提出的一種石墨烯生產制造工藝，該工藝中使用的微波反應釜通過在振動皿下方設置方形轉軸，實現振動皿既能夠被驅動旋轉又能夠上下振動；通過在方形轉軸上方設置彈簧和腳輪支架上方設置彈簧，實現振動皿實現最大限度的振動；通過對稱設置的翻料板能夠通過正反轉使石墨顆粒被翻攪的更加均勻；通過在進料斗空腔中部設置驅動滾輪和從動滾輪，實現對破碎滾輪與相鄰的兩個隔板之間的石墨顆粒進行破碎，破碎滾輪能夠轉動，同時實現在嚙合碾壓時不會卡料；通過在進料斗空腔底端設置振動篩，實現對石墨顆粒進行摩擦、翻滾，使石墨顆粒更加細膩、均勻，進而實現提高石墨顆粒反應速度，進一步提高了石墨烯生產的效率。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：本發明所述的一種石墨烯生產制造工藝，該工藝包括如下步驟：

步驟一：將石墨塊放入破碎機內破碎成石墨顆粒；