[發明專利]一種石墨烯高壓超聲反應釜

在審

• 申請號: 202211611925.0
• 申請日: 2022-12-13
• 公開（公告）號: CN115770519A
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發明（設計）人: 王進超;李偉;樊聰;王文嵩;李勃;賈明虎
• 申請（專利權）人: 深圳國昂高科新能源有限公司
• 主分類號: B01J3/04
• 分類號: B01J3/04;B01J19/10;C01B32/19
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種石墨烯高壓超聲反應釜，包括：反應釜主體，其下部設有釋放通道；電機，安裝在反應釜主體的頂部，電機的輸出端安裝有向下延伸到反應釜主體內的攪拌漿；來料管道，安裝在反應釜主體的頂部，來料管道將石墨物料上料到反應釜主體內；剝離氣輸送管道，安裝在反應釜主體的頂部，剝離氣輸送管道將超臨界流體輸送至反應釜主體內；加熱裝置，與所述反應釜主體連接，以用于對反應釜主體內的反應釜進行輔助加熱；以及高壓超聲裝置，安裝在反應釜主體的側面并延伸到反應釜主體內，以產生作用于反應釜主體內的高壓超聲。本發明操作簡單，條件容易實現，且在制備過程中未使用強酸強堿，綠色環保。

技術領域

本發明涉及石墨烯生產技術領域，具體涉及一種石墨烯高壓超聲反應釜。

背景技術

石墨烯(Graphene)是碳原子以sp²雜化軌道組成，具有六角型蜂巢品格的二維層狀石墨烯。石墨烯是組成其它石墨烯的基本單元，它能夠通過翹曲制備得到零維的富勒烯，堆疊得到三維的石墨，也可以通過氧化、插層和剝離得到二維的氧化石墨烯，進一步切割剝離獲得準零維的石墨烯量子點。石墨烯因自身大比表面積、高強度、高導電和導熱等優異性能引起研究者們的廣泛關注，并在能源、催化、電子和生物等領域具有重大的應用前景。

研究者們致力于在不同領域嘗試不同方法已求制備出高質量、大面積、少片層或單片層石墨烯，并通過對石墨烯的制備工藝的不斷優化和改進，降低石墨烯制備成本時期有效的材料性能得到廣泛的應用，并逐步走向產業化。

現有市場上的石墨烯制備設備，大多采用的是機械剝離法、SiC外延生長法、氧化還原石墨法、化學氣相沉積法(CVD)等方法。其中，機械剝離法能得到晶體結構完整的少數層或多層石墨烯，但是其生產效率不高，不能大規模的應用；氧化還原法是先將石墨氧化成氧化石墨分散在水性介質中，然后再還原得到石墨烯，該方法可用于工業化大規模生產石墨烯，但是石墨烯的結構受到較大的破壞，石墨烯缺陷多；SiC外延生長法可得到尺寸較大的單層或多層石墨烯，但是其生產裝置要求高、成本高，且石墨烯的缺陷不可控、厚度不均勻；CVD法可實現大面積的制備石墨烯，但是成本較高、工藝復雜。因此，在現有生產工藝的基礎上，亟需研制一款高效，且能工業化生產出少層和單層石墨烯的生產設備，以滿足市場對石墨烯的大規模及高質量的需求。

發明內容

為了解決現有技術存在的上述技術問題，本發明提供了一種石墨烯高壓超聲反應釜，該石墨烯高壓超聲反應釜制備石墨烯，不僅操作簡單，條件容易實現，且在制備過程中未使用強酸強堿，綠色環保。

為實現上述目的，本發明提供了一種石墨烯高壓超聲反應釜，其包括：

反應釜主體，其下部設有釋放通道；

電機，安裝在所述反應釜主體的頂部，所述電機的輸出端安裝有向下延伸到所述反應釜主體內的攪拌漿；

來料管道，安裝在所述反應釜主體的頂部，所述來料管道用于將石墨物料上料到所述反應釜主體內；

剝離氣輸送管道，安裝在所述反應釜主體的頂部，所述剝離氣輸送管道用于將超臨界CO₂輸送至所述反應釜主體內；

加熱裝置，與所述反應釜主體連接，以用于對反應釜主體內的反應釜進行輔助加熱；以及

高壓超聲裝置，安裝在所述反應釜主體的側面并延伸到所述反應釜主體內，，以產生作用于反應釜主體內的高壓超聲。

作為本發明的進一步優選技術方案，所述高壓超聲裝置為多個，并于所述反應釜主體的外周上呈圓周分布。

作為本發明的進一步優選技術方案，所述反應釜主體的側壁設有管套，所述高壓超聲裝置通過所述管套傾斜或水平插入到所述反應釜主體內，所述高壓超聲裝置的前端靠近所述攪拌漿的底部。