[發明專利]一種石墨烯制備系統

在審

• 申請號: 202010801234.1
• 申請日: 2020-08-11
• 公開（公告）號: CN111717913A
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 余偉斌
• 申請（專利權）人: 余偉斌
• 主分類號: C01B32/19
• 分類號: C01B32/19;C01B32/194;C01B32/225;B01D53/00;B01D53/86
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本發明涉及材料制備領域，具體涉及一種石墨烯制備系統，該系統由石墨膨化系統、膨脹石墨分散系統、加熱系統、霧化系統、干燥系統、收料系統和尾氣處理系統組成。本發明采用以微波技術為加熱源，制備膨脹石墨、石墨烯干燥處理，獲得高質量的石墨烯。采用該系統生產的石墨烯生產效率高，產量大，質量穩定可靠，可實現工業自動化生產，大幅降低石墨烯生產成本。

技術領域

本發明涉及石墨烯制備，屬于材料制備領域，尤其涉及一種石墨烯制備系統。

背景技術

石墨烯（Graphene）是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維材料，單層石墨烯厚度只有0.335nm，具有超大的比表面積、接觸的導電和導熱性能，同時作為添加劑提升不同材料的性能，被認為是一種未來革命性的材料。現有石墨烯制備方法多種多樣，但是具有工藝復雜、生產效率低、生產成本高等問題，很難實現工業化生產。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中石墨烯制備存在的上述問題，而提出的一種石墨烯制備系統。

實現本發明目的的技術解決方案為：

一種石墨烯制備系統，包括石墨膨化系統、膨脹石墨分散系統、加熱系統、霧化系統、干燥系統、收料系統和尾氣處理系統。所述石墨膨脹系統采用微波法進行制備膨脹石墨；所述分散系統把膨脹石墨先機械粉碎后，在液體溶劑中進行剝離分散，得到石墨烯溶液；所述加熱系統對石墨烯溶液進行加熱；所述霧化系統對石墨烯溶液進行霧化，并通過干燥系統對石墨烯溶液進行加熱干燥，使石墨烯與液體溶劑分開；所述干燥系統采用微波進行干燥；所述尾氣處理系統對氣體進行處理。

進一步的，所述石墨膨化系統由進料口，進氣口微波激勵腔，爐管，出料口組成，石墨膨化系統采用微波作為石墨膨化的能源。

進一步的，所述爐管采用兩頭小中間大的中空結構，使用耐高溫的透波材料制作。

進一步的，所述可膨脹石墨從進料口，被進氣口的氣體吹入爐管內，可膨脹石墨被微波加熱后，迅速膨脹為自身的多倍，成為膨脹石墨，膨脹石墨隨著氣流方向從出料口進入儲料罐1。

進一步的，所述膨脹石墨分散系統由膨脹石墨粉碎裝置、儲料罐1、攪拌裝置、超聲裝置、高壓均質機和儲液罐組成。

進一步的，所述膨脹石墨粉碎裝置采用高速氣流或者機械式剪切把膨脹石墨粉碎，把儲料罐1中的膨脹石墨送入膨脹石墨粉碎裝置中進行粉碎，粉碎后的膨脹石墨在儲料罐2中保存。

進一步的，所述攪拌裝置設有加料口，加液口和出液口，加料口連接儲料罐2，使膨脹石墨直接進入攪拌裝置內。

進一步的，所述儲料罐2與加料口之間通過吸料泵連接，吸料泵把石墨烯引入加料口，加料口與攪拌裝置通過管道連接，所述管道連接到攪拌罐底部，防止膨脹石墨在攪拌裝置中飛散。

進一步的，通過控制吸料泵的流量控制加入膨脹石墨的量。

進一步的，通過加液口在攪拌裝置內加入溶劑。

進一步的，所述溶劑包括去離子水、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、無水乙醇、二甲苯、乙醇、正丁醇一種或多種。

進一步的，所述超聲裝置采用超聲探針的方式，探針放置在攪拌裝置內與溶劑接觸，使膨脹石墨在攪拌裝置中充分分散溶解。

進一步的，所述出液口連接高壓均質機，高壓均質機使石墨烯溶液高度分散，高壓均質機連接儲液罐。

進一步的，所述加熱系統連接儲液罐，對儲液罐內的石墨烯溶液進行加熱，加熱后的石墨烯保存至儲液罐2。

進一步的，所述霧化系統由高壓噴霧泵、輸液管、霧化噴頭組成，所述高壓噴霧泵與儲液罐2連接。