[發(fā)明專利]一種石墨烯分散液制備裝置及制備方法

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• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN111960406A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發(fā)明（設計）人: 蔣連福;曾海波
• 申請（專利權）人: 南京牧科納米科技有限公司
• 主分類號: C01B32/19
• 分類號: C01B32/19
• 代理公司: 南京泰普專利代理事務所(普通合伙) 32360
• 代理人: 姜露露

本發(fā)明公開一種石墨烯分散液制備裝置及制備方法，屬于超聲波液相剝離裝置技術領域。通過設置防震支架對震動能量進行吸收消耗，對制備裝置的振動幅度進行緩解。同時，設計可以轉動冷凝筒體，冷凝筒體和剝離筒體之間設有可以調整導熱效率的導熱組件，在石墨烯分散液制備時，提高導熱組件的導熱效率，快速降低水溶液的溫度，降低石墨烯的氧化程度；在石墨烯分散液制備完成后，降低導熱組件的導熱效率，減緩石墨烯分散液的降溫效率，使水分子保持高速運行避免石墨烯再次凝結。與現有技術相比，本發(fā)明提供的石墨烯制備裝置能夠降低石墨烯的氧化程度，并能防止石墨烯再次凝結。

技術領域

本發(fā)明屬于超聲波液相剝離裝置技術領域，尤其是一種石墨烯分散液制備裝置及制備方法。

背景技術

石墨烯是一種二維蜂窩狀碳質新材料，由于其獨特的結構石墨烯具有很多優(yōu)異的性能。石墨烯的電子遷移率 (2×10⁵cm²·v^-1·s^-1)，比硅半導體高100倍。石墨烯的力學性能也十分優(yōu)異，通過原子力顯微鏡的針尖測量得到石墨烯的楊氏模量為1TPa。石墨烯還具有獨特的光學性能，單層的石墨烯僅僅吸收2.3 %的白光，對于 5 層以內的石墨烯，吸光會隨著層數而線性遞增。石墨烯具有如此多優(yōu)異性能，因此被廣泛研究應用于太陽能電池，傳感器，顯示器的部件。

石墨烯二維材料的厚度只有幾個納米，具有納米材料顆粒之間高強的吸附性能，故極易團聚，很難被完全分散開。對于如何改善石墨烯的分散性問題，大量的科研人員在這方面作了一系列研究。常見石墨烯的剝離主要包括微機械剝離法和液相剝離法，與微機械剝離法相比，液相剝離法的產率較高，應用較為廣發(fā)。其中，采用超聲輔助液相剝離獲取石墨烯分散液是目前使用最為廣泛的液相剝離方法。

但是在采用超聲輔助液相剝離設備制備石墨烯分散液時，超聲波在工作時會產生瞬時高溫和高壓激射流導致水溫度升高。在高溫條件下，剝離的石墨烯納米片層容易發(fā)生氧化，影響石墨烯的性能。

發(fā)明內容

發(fā)明目的：提供一種石墨烯分散液制備裝置及制備方法，以解決現有技術存在的問題。

為了實現上述目的，本發(fā)明提供以下技術方案：

一種石墨烯分散液制備裝置，包括：

機柜，包括多個與機柜底部固定連接的防震支腳；

剝離組件，包括與機柜固定連接的剝離筒體、設于剝離筒體上的超聲組件；

冷凝組件，包括設于機柜上的冷凝筒體，所述冷凝筒體套于剝離筒體，所述冷凝筒體的內注有冷凝液。

在進一步的實施例中，所述防震支腳包括防震插件、套于防震插件的防震彈簧、套于防震插件的防震筒件、多個與防震筒件側面外壁固定連接的防震扇片以及用于收容防震筒件的防震底座；所述防震底座內設有空腔，所述防震筒件設于空腔內，所述防震底座的底部開有與空腔連通的氣孔；所述防震插件的側壁開有外螺紋，所述防震筒件側面內壁開有與外螺紋適配的內螺紋，所述防震彈簧的頂端與防震插件的頂部固定連接，所述防震彈簧的底端與防震底座的頂面抵接；通過設置防震支腳對機柜的振動進行緩解，同時對振動的能量進行消耗，避免機柜持續(xù)震顫。

在進一步的實施例中，所述超聲組件包括設于剝離筒體頂部的超聲頂蓋、設于超聲頂蓋上的超聲波機以及與超聲頂蓋的底部固定連接的超聲波振動棒；所述超聲波振動棒向下延伸至剝離筒體內。

在進一步的實施例中，所述剝離筒體側面外壁與冷凝筒體的側面內壁之間設有導熱組件；通過導熱組件將剝離筒體上的熱量快速傳導至冷凝筒體上，促進剝離筒體的快速散熱。