[發明專利]一種電沖擊法生產石墨烯的裝置及方法

有效

• 申請號: 202011556101.9
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112678808B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 陳云;賀梓霖;丁樹權;吳然皓;侯勝禹;龍俊宇;陳桪;陳新;高健
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: C01B32/184
• 分類號: C01B32/184
• 代理公司: 佛山市禾才知識產權代理有限公司 44379
• 代理人: 曹振;羅凱欣

本發明公開了一種電沖擊法生產石墨烯的裝置，包括快速放電單元和反應室，所述快速放電單元與所述反應室電連接；所述快速放電單元包括高壓電源電路、變壓電路、保護電路、脈沖發生電路和低壓電源電路；所述高壓電源電路的輸出端與所述變壓電路的初級繞組電連接，所述變壓電路的次級繞組與所述反應室電連接；所述保護電路與所述變壓電路的次級繞組電連接；所述脈沖發生電路的一端與所述保護電路電連接，所述脈沖發生電路的另一端與所述變壓電路的初級繞組電連接；所述脈沖發生電路和所述保護電路電連接的一端與所述低壓電源電路的輸出端電連接；本申請旨在提供一種低成本、高質量、高效率的電沖擊法生產石墨烯的裝置及方法。

技術領域

本發明涉及二維材料制備技術領域，尤其涉及一種電沖擊法生產石墨烯的裝置及方法。

背景技術

石墨烯是一種由碳原子蜂窩狀組合構成的二維材料，其擁有優秀的力學、熱學、光學、電學等性質，用途廣泛，目前已大量應用于手機散熱、提高混凝土強度、柔性顯示器、超級電容器等領域。因其具有廣闊的市場空間，許多化工企業也推出了由不同方法生產的石墨烯產品，這些方法主要有機械剝離法、液相剝離法、氧化還原法。

但這些方法仍受成本、質量、效率因素的制約，如機械剝離法，效率低；液相剝離法，質量與效率較低；氧化還原法，質量低。同時，石墨烯的質量也嚴重影響其性質，低質量的石墨烯并無太大用處。因此，為了進一步擴大石墨烯的應用，市場需要成本、質量、效率這三方面同時提升的石墨烯制備解決方案。

發明內容

本發明的目的在于提出一種電沖擊法生產石墨烯的裝置及方法，具有低成本、高質量、高效率等優點。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：一種電沖擊法生產石墨烯的裝置，包括快速放電單元和反應室，所述快速放電單元與所述反應室電連接；所述快速放電單元包括高壓電源電路、變壓電路、保護電路、脈沖發生電路和低壓電源電路；所述高壓電源電路的輸出端與所述變壓電路的初級繞組電連接，所述變壓電路的次級繞組與所述反應室電連接；所述保護電路與所述變壓電路的次級繞組電連接；所述脈沖發生電路的一端與所述保護電路電連接，所述脈沖發生電路的另一端與所述變壓電路的初級繞組電連接；所述脈沖發生電路和所述保護電路電連接的一端與所述低壓電源電路的輸出端電連接；所述反應室包括殼體和極板組件，所述極板組件設置在所述殼體內，所述極板組件與所述變壓電路的次級繞組電連接。

優選的，所述高壓電源電路包括高壓電源和第一二極管，所述高壓電源的輸出端與所述第一二極管的正極端電連接，所述第一二極管的負極端與所述變壓電路的初級繞組電連接。

優選的，所述變壓電路包括變壓器和第一電容，所述變壓器的初級繞組的一端與所述第一二極管的負極端電連接，所述變壓器的初級繞組的另一端與所述第一電容的一端電連接，所述第一電容的另一端接地。

優選的，所述脈沖發生電路包括脈沖發生器、第一電子開關、第二電子開關、節點、第二二極管和可調電阻；所述脈沖發生器的輸出端分別與所述第一電子開關的控制端和所述第二電子開關的控制端電連接；所述第一電子開關的一端接地，所述第一電子開關的另一端與所述第一二極管的負極端電連接；所述第二電子開關的一端接地，所述第二電子開關的另一端與所述可調電阻的一端電連接，所述可調電阻的另一端與所述第二二極管的負極端電連接，所述第二二極管的正極端與所述保護電路電連接。

優選的，所述保護電路包括第二電容、第三二極管和第三電容，所述第三二極管的正極端接地，所述第三二極管的負極端與所述變壓電路的次級繞組的一端電連接，所述第二電容的一端與所述第三二極管的負極端電連接，所述第二電容的另一端與所述第二二極管的正極端電連接，所述第二電容的另一端與所述低壓電源電路的輸出端電連接；所述第三電容的一端接地，所述第三電容的另一端與所述第三二極管的負極端電連接。

優選的，所述脈沖發生電路還包括第五二極管，所述第五二極管的一端接地，所述第五二極管的另一端與所述第一二極管的負極端電連接；所述脈沖發生電路還包括第六二極管，所述第六二極管的兩端并聯在所述第二電子開關的兩端。