[實用新型]高效能石墨烯分散機

有效

• 申請號: 201820678508.0
• 申請日: 2018-05-08
• 公開（公告）號: CN208356692U
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 于書經
• 申請（專利權）人: 雞西市昌隆石墨制品有限公司
• 主分類號: B01F13/10
• 分類號: B01F13/10;B01F11/02;B01F7/18
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務所 23118
• 代理人: 陳曉光

一種高效能石墨烯分散機。石墨烯由于片層間存在范德華力作用，石墨烯片層容易發生聚集,通常需要分散在溶劑中。但由于石墨烯既不親水又不親油，使其應用受到了限制，而目前，用于石墨烯分散的設備主要是單級處理，分散的石墨烯層數不均勻，生產效率低。高效能石墨烯分散機，其組成包括：分散機（1）、原料罐（2）和儲料罐（3），原料罐通過管路與原料泵（4）連接，原料泵通過管路與一組分散機連接，一組分散機通過管路串聯連接，且在每個分散機的頂部設置有超聲波振動部件（5），其中一組分散機的最末端分散機通過管路與儲料罐連接，超聲波振動部件與超聲波源（6）連接。本實用新型應用于化工領域。

技術領域：

本實用新型涉及一種高效能石墨烯分散機，采用多級處理，分散的石墨烯層數均勻，分散效果好，提高生產效率。

背景技術：

石墨烯是具有嚴格二維結構呈六角形蜂巢晶格的單層片狀結構納米晶體材料。石墨烯具有質量輕、密度低、比表面積大、電學性能優異、導熱性好和機械強度高的特點及霍爾效應和量子隧穿等獨特的性能，已被廣泛應用于納米復合材料的制備及電子器件、能量儲存、催化、生物傳感器等領域。

在實際應用中, 石墨烯由于片層間存在范德華力作用，石墨烯片層容易發生聚集, 通常需要分散在溶劑中。但由于石墨烯既不親水又不親油，使其應用受到了限制，而目前，用于石墨烯分散的設備主要是單級處理，而且分散的效果不理想，分散的石墨烯層數不均勻，生產效率低。

因此如何實現石墨烯的單層分散,進而為基于石墨烯的材料組裝以及性質研究提供方便，是本申請研究的核心內容。

發明內容：

本實用新型的目的是提供一種高效能石墨烯分散機，能夠分級連續漸進式剝離，分散效果由弱到強，得到高質量，高效能的產品。

上述的目的通過以下的技術方案實現：

高效能石墨烯分散機，其組成包括：分散機、原料罐和儲料罐，所述的原料罐通過管路與原料泵連接，所述的原料泵通過管路與一組所述的分散機連接，一組所述的分散機通過管路串聯連接，且在每個所述的分散機的頂部設置有超聲波振動部件，其中一組所述的分散機的最末端所述的分散機通過管路與所述的儲料罐連接，所述的超聲波振動部件與超聲波源連接。

所述的高效能石墨烯分散機，所述的原料罐內插入有攪拌系統A，所述的儲料罐內插入有攪拌系統B。

所述的高效能石墨烯分散機，一組所述的分散機由一組所述的入料罐、電氣控制系統、一組所述的超聲波振動部件、超聲波專用驅動電源和反應釜組成。

所述的高效能石墨烯分散機，一組所述超聲波振動部件由第一超聲波振動部件、第二超聲波振動部件、第三超聲波振動部件、第四超聲波振動部件、第五超聲波振動部件和第六超聲波振動部件組成，且每個所述的超聲波振動部件由大功率超聲波換能器、變幅桿和工具頭組成，其中所述的工具頭為發射頭。

所述的高效能石墨烯分散機，一組所述的超聲波振動部件的每級超聲波系統單元其頻率、功率、空化效應都不同。

本實用新型的有益效果：

1.本實用新型利用超聲波發出高頻的震蕩信號將液體為介質進行傳導時，在液體中產生數以萬計的微小氣泡，這些氣泡在超聲波縱向傳播形成的區域生長，閉合，即產生空化效應，這種氣泡生長與閉合可形成瞬間高壓，連續不斷產生的高壓“爆炸”不斷地沖擊，使石墨烯片迅速剝離，進而達到石墨烯分散的目的。

本實用新型解決石墨烯的團聚問題并實現石墨烯的單層分散，采用多級（六級）連續超聲波分散法，進行石墨烯分散。每級的超聲波系統單元其頻率、功率、空化效應都不同，通過六級連續的分散，最后得到了較均一層數的石墨烯。