一種氧化插層石墨快速制備石墨烯的反應裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種氧化插層石墨快速制備石墨烯的反應裝置，其包括爐體、彎形石英玻璃管、冷卻箱、收料倉、超聲波系統(tǒng)；其特征在于：所述的爐體內(nèi)由上而下設(shè)有彎形石英玻璃管，彎形石英玻璃管外均勻纏繞有加熱爐絲；所述的爐體底部設(shè)有出料口，出料口處設(shè)有自動開關(guān)閥門，出料口下方設(shè)有冷卻箱，冷卻箱里設(shè)有收料倉，冷卻箱外對稱設(shè)有超聲波系統(tǒng)。本發(fā)明，不僅通過加熱剝離，同時通過急劇降溫產(chǎn)生的內(nèi)應力剝離及利用超聲波剝離，剝離的效果非常好，不會產(chǎn)生官能團，分層可達到2?6層。
【專利說明】
一種氧化插層石墨快速制備石墨烯的反應裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于石墨烯制造技術(shù)設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種氧化插層石墨快速制備石墨烯的反應裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的石墨烯連續(xù)生產(chǎn)，通過加熱剝離的方法形成石墨烯，加熱剝離設(shè)備一般采用移動床，推動石英舟在移動床內(nèi)完成反應，也有采用垂直直管加熱的方式，但用這些方法生產(chǎn)日均產(chǎn)量還是特別低，膨脹分層效果不好，且石墨烯中含有大量官能團，會直接影響石墨烯的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有加熱剝離設(shè)備的上述問題，本發(fā)明提供了一種氧化插層石墨快速制備石墨烯的反應裝置，該氧化插層石墨快速制備石墨烯的反應裝置可實現(xiàn)氧化石墨烯到石墨烯的連續(xù)化生產(chǎn)，生產(chǎn)效率高，石墨烯剝離更加徹底，生產(chǎn)的石墨烯層數(shù)少、性能好、不含官能團。
[0004]為了實現(xiàn)本發(fā)明，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下:
[0005]—種氧化插層石墨快速制備石墨烯的反應裝置，其包括爐體、彎形石英玻璃管、冷卻箱、收料倉、超聲波系統(tǒng);其特征在于:所述的爐體內(nèi)由上而下設(shè)有彎形石英玻璃管，彎形石英玻璃管外均勻纏繞有加熱爐絲;所述的爐體底部設(shè)有出料口，出料口處設(shè)有自動開關(guān)閥門，出料口下方設(shè)有冷卻箱，冷卻箱里設(shè)有收料倉，冷卻箱外對稱設(shè)有超聲波系統(tǒng)。
[0006]上述所述的出料口兩側(cè)設(shè)有自動減壓閥。
[0007]上述所述的彎形石英玻璃管呈螺旋狀自上而下盤旋于爐體中心，其上均勻纏繞著加熱爐絲，在同等距離內(nèi)加長了熱反應區(qū)，使氧化插層石墨能得到更長時間的剝離和熱還原;
[0008]上述所述的爐體上下垂直高度僅為I米，這樣氧化插層石墨在重力作用下快速從低溫進入高溫加熱區(qū)，有利于氧化插層石墨中插層劑的迅速爆發(fā)，得到層數(shù)更低的石墨烯。
[0009]上述所述的自動減壓閥安裝在出料口兩側(cè)，既防止冷卻箱中壓力過大造成損壞，也能充分利用其中的惰性保護氣體。
[0010]上述所述的收料倉在冷卻箱內(nèi)可活動取進、取出，其為高韌性，高耐寒性的高分子材料組成，其中裝有惰性的冷卻液，冷卻液體揮發(fā)作為保護氣體，熱的少層石墨烯產(chǎn)品在重力作用下掉入液態(tài)氣體中從高溫態(tài)瞬間降低到超低溫，少層石墨烯片層之間在應力作用下裂開。
[0011 ]上述所述的超聲波系統(tǒng)位于收料倉兩側(cè)，對進入的物料進行瞬間超聲破碎，而瞬間超聲波系統(tǒng)會使石墨烯片層之間的應力放大。
[0012]本發(fā)明氧化插層石墨在彎形石英玻璃管中的運行靠重力完成，節(jié)省能源，其出料口處的自動開關(guān)閥門處于常閉狀態(tài)，當石墨烯達到一定量時，自動開關(guān)閥門打開，控制放料，這樣可以延長石墨烯在加熱區(qū)的反應時間，也利于石墨烯能以高溫批量的進入下一步的冷凍剝離反應和降溫。
[0013]本發(fā)明，不僅通過加熱剝離，同時通過急劇降溫產(chǎn)生的內(nèi)應力剝離及利用超聲波剝離，剝離的效果非常好，不會產(chǎn)生官能團，分層可達到2-6層。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明一種氧化插層石墨快速制備石墨烯的反應裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步闡述:
[0016]實施例1:
[0017]如圖1所示，一種氧化插層石墨快速制備石墨烯的反應裝置，其包括爐體1、彎形石英玻璃管2、冷卻箱3、收料倉4、超聲波系統(tǒng)5;其特征在于:所述的爐體I內(nèi)由上而下設(shè)有彎形石英玻璃管2，彎形石英玻璃管2外均勻纏繞有加熱爐絲6;所述的爐體底部設(shè)有出料口 7，出料口 7處設(shè)有自動開關(guān)閥門8，出料口 7下方設(shè)有冷卻箱3，冷卻箱3里設(shè)有收料倉4，冷卻箱3外對稱設(shè)有超聲波系統(tǒng)5。
[0018]上述所述的出料口 7兩側(cè)設(shè)有自動減壓閥9。
[0019]上述所述的彎形石英玻璃管2呈螺旋狀自上而下盤旋于爐體I中心，其上均勻纏繞著加熱爐絲6，在同等距離內(nèi)加長了熱反應區(qū)，使氧化插層石墨能得到更長時間的剝離和熱還原；
[0020]上述所述的爐體I上下垂直高度僅為I米，這樣氧化插層石墨在重力作用下快速從低溫進入高溫加熱區(qū)，有利于氧化插層石墨中插層劑的迅速爆發(fā)，得到層數(shù)更低的石墨烯。
[0021]上述所述的自動減壓閥9安裝在出料口7兩側(cè)，既防止冷卻箱3中壓力過大造成損壞，也能充分利用其中的惰性保護氣體。
[0022]上述所述的收料倉4在冷卻箱3內(nèi)可活動取進、取出，其為高韌性，高耐寒性的高分子材料組成，其中裝有惰性的冷卻液，冷卻液體揮發(fā)作為保護氣體，熱的少層石墨烯產(chǎn)品在重力作用下掉入液態(tài)氣體中從高溫態(tài)瞬間降低到超低溫，少層石墨烯片層之間在應力作用下裂開。
[0023]上述所述的超聲波系統(tǒng)位于收料倉4兩側(cè)，對進入的物料進行瞬間超聲破碎，而瞬間超聲波系統(tǒng)5會使石墨烯片層之間的應力放大。
【主權(quán)項】
1.一種氧化插層石墨快速制備石墨烯的反應裝置，其包括爐體、彎形石英玻璃管、冷卻箱、收料倉、超聲波系統(tǒng);其特征在于:所述的爐體內(nèi)由上而下設(shè)有彎形石英玻璃管，彎形石英玻璃管外均勻纏繞有加熱爐絲;所述的爐體底部設(shè)有出料口，出料口處設(shè)有自動開關(guān)閥門，出料口兩側(cè)設(shè)有自動減壓閥，出料口下方設(shè)有冷卻箱，冷卻箱里設(shè)有收料倉，冷卻箱外對稱設(shè)有超聲波系統(tǒng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氧化插層石墨快速制備石墨烯的反應裝置，其特征在于:所述的收料倉在冷卻箱內(nèi)可活動取進、取出。
【文檔編號】C01B31/04GK105883782SQ201610191119
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年3月30日
【發(fā)明人】王昆明
【申請人】青島昊鑫新能源科技有限公司