一種生產(chǎn)石墨烯用反應(yīng)釜的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及石墨烯生產(chǎn)領(lǐng)域，特別涉及一種生產(chǎn)石墨烯用反應(yīng)釜。它包括釜體和內(nèi)膽，釜體外設(shè)有與釜體組成密閉空腔的外殼，所述外殼上設(shè)有冷卻液進(jìn)口和冷卻液出口，所述密閉空腔內(nèi)設(shè)有加熱裝置和溫度傳感器，加熱裝置連接散熱片，所述加熱裝置和溫度傳感器都與電控箱電路連接。釜體上方設(shè)有電控磁力攪拌轉(zhuǎn)換器，攪拌器與電控磁力攪拌轉(zhuǎn)換器連接后伸入釜體內(nèi)部。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊、密閉恒溫高壓、操作簡便，并能制備出大面積、少層優(yōu)質(zhì)石墨烯粉末產(chǎn)品，是一種全新的生產(chǎn)石墨烯裝置，其制備的石墨烯材料在鋰離子電池、超級電容器、太陽能電池、復(fù)合材料和導(dǎo)電劑等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
【專利說明】一種生產(chǎn)石墨烯用反應(yīng)釜
[0001](一)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本實(shí)用新型涉及石墨烯生產(chǎn)領(lǐng)域，特別涉及一種生產(chǎn)石墨烯用反應(yīng)釜。
[0003](二)【背景技術(shù)】
[0004]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排列構(gòu)成的單層平面薄膜，只有一個碳原子厚度的二維材料，被稱為21世紀(jì)能源、電子等領(lǐng)域最閃亮的明星，是近年來國際上的研究熱點(diǎn)。
[0005]當(dāng)前有可能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)石墨烯粉體的方法之一是采用Hummers法(Preparation of graphitic oxide, Journal of the American Chemical Society, 80,1339)與溶液還原相結(jié)合的方法:首先，將石墨進(jìn)行控溫插層氧化處理，得氧化石墨，再超聲剝離得到氧化石墨烯，然后用水合肼、硼氫化鈉等還原劑還原處理得石墨烯。其石墨插層氧化處理的裝置多采用敞開的釜體裝置，控溫插層操作較難，同時(shí)使用的試劑在反應(yīng)中容易揮發(fā)溢出，對環(huán)境、對操作工人都有一定的影響。因此，如何開發(fā)一種全新的控溫插層技術(shù)路線，實(shí)現(xiàn)石墨烯的低成本批量化生產(chǎn)是當(dāng)前研究的重點(diǎn)之一。
[0006](三)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種實(shí)現(xiàn)石墨烯的低成本批量化生產(chǎn)的生產(chǎn)石墨烯用反應(yīng)釜。
[0008]本實(shí)用新型是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0009]一種生產(chǎn)石墨烯用反應(yīng)釜，包括釜體，釜體內(nèi)設(shè)有內(nèi)膽，其特征是，所述釜體外設(shè)有加熱冷凝裝置，所述加熱冷凝裝置包括與釜體組成密閉空腔的外殼，所述外殼上設(shè)有冷卻液進(jìn)口和冷卻液出口，所述密閉空腔內(nèi)設(shè)有加熱裝置和溫度傳感器，加熱裝置連接散熱片，所述加熱裝置和溫度傳感器都與電控箱電路連接。
[0010]還包括電控磁力攪拌轉(zhuǎn)換器和攪拌器，所述電控磁力攪拌轉(zhuǎn)換器位于爸體上方，攪拌器與電控磁力攪拌轉(zhuǎn)換器連接后伸入釜體內(nèi)部。
[0011]所述散熱片纏繞在釜體上。
[0012]還包括支撐裝置，所述支撐裝置包括三條或四條支腿，每條支腿的上端固定在外殼上。
[0013]所述內(nèi)膽和攪拌器由聚四氟材料制成。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0015]本實(shí)用新型整合了生活中的高壓鍋與電控磁力攪拌裝置的優(yōu)點(diǎn):利用高壓鍋的密閉恒溫高壓作用使制備石墨烯的原材料快速膨脹氧化，采用電控磁力攪拌裝置的攪拌功能，使原料能夠被均勻的膨脹。與傳統(tǒng)的Hummers法生產(chǎn)石墨烯的裝置相比，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊、密閉恒溫高壓、操作簡便，并能制備出大面積、少層優(yōu)質(zhì)石墨烯粉末產(chǎn)品，是一種全新的生產(chǎn)石墨烯裝置，其制備的石墨烯材料在鋰離子電池、超級電容器、太陽能電池、復(fù)合材料和導(dǎo)電劑等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
[0016](四)【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。[0018]圖1為本實(shí)用新型的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中，I電控磁力攪拌轉(zhuǎn)換器，2物料進(jìn)口控制閥，3緊固螺釘，4外殼，5冷卻液出口，6釜體，7內(nèi)膽，8攪拌器，9支腿，10加熱裝置，11物料出口控制閥，12溫度傳感器，13冷卻液進(jìn)口，14散熱片，15密封圈，16釜蓋，17安全閥，18壓力表，19固定螺栓，20密閉空腔，21電控箱。
[0020](五)【具體實(shí)施方式】
[0021]附圖為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例。如圖1所示，該種生產(chǎn)石墨烯用反應(yīng)釜，包括釜體6，釜體6內(nèi)設(shè)有內(nèi)膽7，釜體6外連接有與釜體6組成密閉空腔20的外殼4，釜體6上方設(shè)有釜蓋16，釜蓋16通過緊固螺釘3壓在外殼4上，釜蓋16與內(nèi)膽7之間配置有密封圈15，釜蓋16上設(shè)有物料進(jìn)口控制閥2和壓力表18，壓力表18與釜蓋16之間安裝有安全閥17，釜體6下端設(shè)有物料出口控制閥11，外殼4上設(shè)有冷卻液進(jìn)口 13和冷卻液出口 5，冷卻液出口 5在上，冷卻液進(jìn)口 13在下，并且最好分列于外殼4的兩側(cè)，在密閉空腔20內(nèi)設(shè)有加熱裝置10和溫度傳感器12，加熱裝置10連接散熱片14，散熱片14纏繞在釜體6上，力口熱裝置10和溫度傳感器12都與電控箱21電路連接；通過加熱裝置10和溫度傳感器12控制循環(huán)液的溫度，從而達(dá)到控制反應(yīng)釜內(nèi)膽7溫度的作用；在釜蓋16上還安裝有電控磁力攪拌轉(zhuǎn)換器1，電控磁力攪拌轉(zhuǎn)換器I下端連接有攪拌器8，攪拌器8伸入釜體6內(nèi)部，電控磁力攪拌轉(zhuǎn)換器I由電機(jī)控制轉(zhuǎn)動；內(nèi)膽7和攪拌器8必須耐強(qiáng)酸、耐強(qiáng)氧化劑，宜采用聚四氟材料。
[0022]在外殼4上還安裝有起支撐作用的三條或四條支腿9，每條支腿9的上端固定在外殼4上，支腿9的下端通過固定螺栓19錨定在地面上。
[0023]本實(shí)用新型可根據(jù)生產(chǎn)石墨烯的量(公斤級別)配置內(nèi)膽7的大小，由幾升到幾百升不等；制備石墨烯的壓力和溫度條件都不高，反應(yīng)釜材料具有一定的抗壓5MPa)和抗溫(蘭150°C)能力即可。
[0024]除說明書所述技術(shù)特征外，其余技術(shù)特征均為本領(lǐng)域技術(shù)人員已知技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種生產(chǎn)石墨烯用反應(yīng)釜，包括釜體(6)，釜體(6)內(nèi)設(shè)有內(nèi)膽(7)，其特征是，所述釜體(6)外設(shè)有加熱冷凝裝置，所述加熱冷凝裝置包括與釜體(6)組成密閉空腔(20)的外殼(4 )，所述外殼(4 )上設(shè)有冷卻液進(jìn)口( 13 )和冷卻液出口( 5 )，所述密閉空腔(20 )內(nèi)設(shè)有加熱裝置(10)和溫度傳感器(11 )，加熱裝置(10)連接散熱片(14)，所述加熱裝置(10)和溫度傳感器(12)都與電控箱(21)電路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)石墨烯用反應(yīng)釜，其特征是，還包括電控磁力攪拌轉(zhuǎn)換器(I)和攪拌器(8 )，所述電控磁力攪拌轉(zhuǎn)換器(I)位于釜體(6 )上方，攪拌器(8 )與電控磁力攪拌轉(zhuǎn)換器(I)連接后伸入釜體內(nèi)部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的生產(chǎn)石墨烯用反應(yīng)釜，其特征是，所述散熱片(14)纏繞在釜體(6)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生產(chǎn)石墨烯用反應(yīng)釜，其特征是，還包括支撐裝置，所述支撐裝置包括三條或四條支腿(9 )，每條支腿(9 )的上端固定在外殼(4 )上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生產(chǎn)石墨烯用反應(yīng)釜，其特征是，所述內(nèi)膽(7)和攪拌器(8)由聚四氟材料制成。
【文檔編號】C01B31/04GK203807181SQ201420230709
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月7日
【發(fā)明者】陳欣, 王瑛, 趙成龍, 宋春華, 董賀存, 張兵 申請人:山東玉皇新能源科技有限公司