制備石墨烯的設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種制備石墨烯的設(shè)備，屬于制備石墨烯粉末設(shè)備領(lǐng)域，旨在提供讓設(shè)備的冷卻效果更加效率。其技術(shù)方案要點是：包括反應(yīng)室、第一氣體入口、第二氣體入口、物料入口，樣品收集室，樣品收集室依次與一個樣品通道和一個最終取樣室相連，所述樣品通道的內(nèi)壁設(shè)置有用于加長石墨烯下落行程的冷卻機構(gòu)。本實用新型適用于制備石墨烯粉末領(lǐng)域。
【專利說明】
制備石墨丨布的設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種制備石墨烯的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]石墨烯是單原子厚度的碳原子層，是碳原子以sP2雜化碳原子形成的厚度僅為單層原子的六角平面的排列成蜂巢晶格(honeycomb crystal lattice)的單層二維晶體。石墨烯是已知材料中最薄的一種，還非常牢固堅硬，石墨烯的制備方法有很多，專利號為CN201210254193.4的中國專利《制備石墨烯的設(shè)備、方法及制得的石墨烯》，包括:一個反應(yīng)室，其除底壁之外的壁上具有第一氣體入口和第二氣體入口和一個物料入口，并且其底壁可以打開，和一個位于反應(yīng)室下方的樣品收集室。使用該設(shè)備制備石墨烯的方法，包括:步驟一，將石墨氧化物從物料入口投入反應(yīng)室中，并通過一個氣體入口向反應(yīng)室內(nèi)通入惰性氣體，使整個室內(nèi)充滿惰性氣體，步驟二，轉(zhuǎn)換為通過另一個氣體入口向反應(yīng)室中通入熱惰性氣體，使石墨氧化物反應(yīng)，和步驟三，由氣體入口對著反應(yīng)室的底壁吹惰性氣體，使該底壁打開，生成的石墨烯在惰性氣體的吹送下進入樣品收集室。
[0003]上述這種制備石墨烯的設(shè)備、方法及制得的石墨烯雖然解決了石墨烯的規(guī)?；a(chǎn)，但是石墨烯經(jīng)過高溫氧化制成后，溫度較高，所以需要對石墨烯進行降溫來收集，而此設(shè)備的冷卻方法是讓生成的石墨烯通過自身的重力和氣流進入樣品通道進行冷卻，而樣品通道較短，導(dǎo)致石墨烯冷卻過程較短，當(dāng)高溫石墨烯通過樣品通道后，并不能對石墨烯進行完全冷卻，還需要等待最終收集室內(nèi)的石墨烯完全冷卻后才能收集，這個過程需要花費的時間較多且冷卻效果不明顯，所以如何提高石墨烯的冷卻效率成為了急需解決的問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種制備石墨稀的設(shè)備，其能夠提尚石墨稀的冷卻效率。
[0005]本實用新型的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的:包括反應(yīng)室、第一氣體入口、第二氣體入口、物料入口，樣品收集室，樣品收集室依次與一個樣品通道和一個最終取樣室相連，其特征是:所述樣品通道的內(nèi)壁設(shè)置有用于加長石墨烯下落行程的冷卻機構(gòu)。
[0006]通過上述方案，石墨烯是在反應(yīng)室內(nèi)經(jīng)過惰性氣體對石墨氧化物的氧化還原制成，制備成功后的石墨烯溫度較高，需要對石墨烯進行降溫，石墨烯通過樣品收集室進入樣品通道進行降溫，在樣品通道內(nèi)設(shè)置加大石墨烯在樣品通道內(nèi)行程的冷卻機構(gòu)，樣品通道內(nèi)的冷卻機構(gòu)對高溫的石墨烯進行冷卻處理，最終能夠收集到石墨烯，冷卻機構(gòu)可以加快石墨烯的冷卻過程，且大大提高冷卻效果，能夠很效率的得到石墨烯。
[0007]進一步的，所述冷卻機構(gòu)包括若干第一擋板和若干第二擋板，若干第一擋板沿樣品通道的側(cè)壁豎直方向間隔均勻排列，所述第一擋板的一端與樣品通道固定連接，另一端向下傾斜并延伸至樣品通道的另一側(cè)與樣品通道之間具有間隙，所述第二擋板設(shè)置在樣品通道相對第一擋板的一側(cè)并且沿豎直方向間隔均勻排列，所述第二擋板設(shè)置在兩個第一擋板之間并且向下傾斜延伸至第一擋板連接的側(cè)壁并具有間隙。
[0008]通過上述方案，冷卻機構(gòu)包括若干第一擋板和第二擋板，在交替型上方設(shè)置的是用于擋住石墨烯直接下落的第一擋板，第一擋板一端與樣品通道固定連接，第一擋板另一端向樣品通道第二側(cè)壁傾斜向下延伸并與樣品通道之間形成間隙，傾斜是為了讓石墨烯更好的利用自身重力和惰性氣體的氣流更好的向第二擋板滑動，間隙用來讓石墨烯從第一擋板滑下后傳送到第二擋板，第一擋板下方設(shè)有用于承接石墨烯的第二擋板，第二擋板的一端固定連接到樣品通道，另一端向樣品通道第一側(cè)壁傾斜向下延伸并與樣品通道形成間隙，按此規(guī)律依次排列，這樣設(shè)置第一擋板和第二擋板大大加大了石墨烯在樣品通道內(nèi)的存留時間，能夠加大石墨烯在樣品通道內(nèi)的冷卻行程，從而更好的讓石墨烯快速的冷卻，提尚了石墨稀的冷卻效率。
[0009]進一步的，所述交替型與樣品通道之間的間隙處設(shè)有第三氣體入口。
[0010]通過上述方案，在間隙處設(shè)有第三氣體入口，第三氣體入口用于通入惰性氣體，惰性氣體一方面可以為石墨稀提供動力，另一方面也可以更好的冷卻石墨稀，進一步提尚了石墨烯冷卻的效率。
[0011]進一步的，所述間隙處設(shè)有第三氣體入口，所述第三氣體入口的出風(fēng)方向與第三氣體入口下方的第一擋板、第二擋板向下傾斜的方向一致。
[0012]通過上述方案，把第三氣體入口的出風(fēng)方向設(shè)置為吹向下方的擋板向下傾斜的方向，這樣可以利用該吹風(fēng)的動力帶動石墨稀運動起來，給石墨稀提供一種動力，讓石墨稀更好的向下一步運動，進一步提尚了冷卻的效率。
[0013]進一步的，所述冷卻機構(gòu)為螺旋管，所述螺旋管一端與樣品收集室連通，另一端與最終取樣室連通。
[0014]通過上述方案，把冷卻機構(gòu)設(shè)為用于冷卻石墨烯的螺旋管，螺旋管的兩端分別與樣品的收集室和最終取樣室連通，螺旋管可以增加石墨烯在樣品通道內(nèi)的冷卻面積，進而加大了石墨烯的冷卻效率，石墨烯從樣品收集室內(nèi)進入螺旋管，石墨烯在螺旋管內(nèi)由上向下利用自身的重力和惰性氣體的氣流運動到最終取樣室內(nèi)，在這個運動的過程中，加大了石墨烯在樣品通道內(nèi)的冷卻行程，使石墨烯快速的冷卻，冷卻效果有了大大的提高，提高了石墨烯的冷卻效率。
[0015]進一步的，所述螺旋管的螺旋中心緊貼螺旋管固定連接有震動管。
[0016]通過上述方案，在螺旋管的螺旋中心緊貼螺旋管固定連接有震動管，震動管是為了讓螺旋管內(nèi)的石墨烯更好的傳輸?shù)阶罱K取樣室內(nèi)，螺旋管的管道比較長，可能由于石墨烯的動力不足，會有部分石墨烯存留在螺旋管當(dāng)中，所以加個震動管，可以對螺旋管進行震動，使石墨烯能夠從螺旋管內(nèi)很好的運輸?shù)阶罱K取樣室內(nèi)。
[0017]進一步的，所述螺旋管與樣品收集室和最終取樣室的連通處設(shè)有橡膠墊。
[0018]通過上述方案，在螺旋管與樣品收集室和最終取樣室的連通處設(shè)有橡膠墊，由于在螺旋管處加了震動管，所以螺旋管會不斷震動，進而會造成螺旋管與樣品收集室和最終取樣室的連通處會發(fā)生裂開等狀況，所以在連通處設(shè)置橡膠墊，可以避免螺旋管與樣品收集室和最終取樣室的直接連接，起到一定的防震作用，達到保護螺旋管的效果，讓螺旋管更加有效的保證冷卻石墨烯，進而提高冷卻石墨烯的效率。
[0019]綜上所述，本實用新型具有以下有益效果:
[0020]1、第一擋板與第二擋板和螺旋管大大提高了石墨烯在樣品通道的冷卻行程，進一步提高了冷卻效率，比起自然冷卻節(jié)省了較多時間；
[0021]2、在螺旋管處設(shè)有震動管、橡膠墊更好的配合螺旋管對石墨烯的冷卻。
【附圖說明】
[0022]圖1為實施例1用于體現(xiàn)冷卻機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為圖1中實施例1的體現(xiàn)樣品通道的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3為圖1中實施例2的體現(xiàn)樣品通道的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖中:1、第一氣體入口；2、反應(yīng)室;3、物料入口；4、第二氣體入口；5、底壁;6、樣品收集室;7、樣品通道;8、最終取樣室;9、第三氣體入口； 10、第一擋板;11、第二擋板;12、螺旋管；13、震動管；14、橡膠墊;15、間隙。
【具體實施方式】
[0026]以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。
[0027]實施例1:一種制備石墨烯的設(shè)備，如圖1所示，包括一個用于氧化還原石墨氧化物的反應(yīng)室2，在反應(yīng)室2的正上方設(shè)有一個與反應(yīng)室2連通的物料入口 3，用于向反應(yīng)室2內(nèi)提供石墨氧化物，反應(yīng)室2設(shè)有底壁5，底壁5是可以被具有一定流速的氣體吹動打開的，底壁5分為兩塊，這兩塊底壁5是通過兩個可旋轉(zhuǎn)的軸連接到反應(yīng)室2的側(cè)壁上，在每塊底壁5下面都設(shè)有壓力氣動傳感器，當(dāng)有一定流速的氣體對著底壁5吹時，會產(chǎn)生一定的壓力，壓力氣動傳感器感應(yīng)到壓力，就自動打開底壁5，在反應(yīng)室2的側(cè)壁上設(shè)有一個用于向反應(yīng)室2內(nèi)充入惰性氣體的第一氣體入口 I，且第一氣體入口 I的方向與反應(yīng)室2的底壁5傾斜設(shè)置，這樣有利于第一氣體入口 I打開底壁5，在反應(yīng)室2的側(cè)壁上還設(shè)有一個用于向反應(yīng)室2內(nèi)充入高溫惰性氣體的第二氣體入口 4，第二氣體入口 4的方向與反應(yīng)室2的底壁5平行，這樣第二氣體入口 4工作時不會影響底壁5的閉合，在反應(yīng)室2的下方連通一個樣品收集室6，在樣品收集室6的下方連通一個用于傳輸和冷卻高溫石墨烯的樣品通道7。
[0028]如圖1所示，在樣品通道7內(nèi)設(shè)有用于冷卻石墨烯的若干第一擋板10和第二擋板11，在樣品通道7內(nèi)的最上方設(shè)有用于阻擋石墨烯直接垂直經(jīng)過樣品通道7的第一擋板10，第一擋板10—端與樣品通道7固定連接，另一端向樣品通道7傾斜向下延伸并與樣品通道7連接第一擋板10的對側(cè)形成間隙15，傾斜向下是為了能夠讓石墨烯由于自身的重力和惰性氣體的氣流自然地順著第一擋板10滑下，留有間隙15是為了讓石墨烯能夠通過第一擋板10進入到第二擋板11，第一擋板10下方設(shè)有同第一擋板10作用相同的第二擋板11，第二擋板11的一端固定連接到樣品通道7連接第一擋板10的對側(cè)，另一端向樣品通道7連接第一擋板10的一側(cè)傾斜向下延伸并與樣品通道7之間形成間隙15，傾斜度和間隙15大小與第一擋板10的相同，按照第一擋板10和第二擋板11的規(guī)律在第二擋板11下方依次類推排列。
[0029]如圖2所示，在樣品通道7的間隙15處設(shè)有第三氣體入口 9，第三氣體入口 9的出風(fēng)方向與第三氣體入口 9下方的擋板的傾斜方向一致，第三氣體入口 9吹入的是溫度較低的惰性氣體，這樣既可以給石墨烯提供一種動力又可以利用溫度較低的惰性氣體直接對石墨烯進行降溫，可以配合第一擋板10和第二擋板11對石墨烯進行有效的冷卻，可以大大提高石墨烯的冷卻效率，在樣品收集室6的下方設(shè)有一個最終取樣室8，用于取出冷卻完成后的石墨稀。
[0030]具體實施過程:石墨氧化物通過物料入口3進入反應(yīng)室2內(nèi)，然后通過第一氣體入口 I把反應(yīng)室2內(nèi)充滿惰性氣體，然后再打開第二氣體入口 4向反應(yīng)室2內(nèi)通入高溫的惰性氣體，高溫的惰性氣體對石墨氧化物進行氧化還原，使石墨氧化物成為石墨烯，然后打開第一氣體入口 I對著反應(yīng)室2的底壁5吹入惰性氣體，使底壁5打開，讓高溫的石墨烯落入到樣品收集室6內(nèi)，然后進入樣品通道7內(nèi)，當(dāng)石墨烯進入樣品通道7后，首先會落在第一擋板10上，然后順著傾斜向下的第一擋板10向下運動，然后配合第三氣體入口 9吹出的惰性氣體，給石墨烯提供動力的同時惰性氣體也對石墨烯進行降溫，石墨烯運動到間隙15處掉落到第二擋板11上，再通過傾斜向下的第二擋板11運動到間隙15處向下運動，石墨烯依此規(guī)律運動，最終運動到了最終取樣室8內(nèi)，第一擋板10和第二擋板11加大了石墨烯在樣品通道7內(nèi)的運動過程，不會讓石墨烯自然冷卻，提高了石墨烯的冷卻效率。
[0031]實施例2:—種制備石墨烯的設(shè)備，與實施例1不同的是，如圖3所示，在樣品通道7內(nèi)設(shè)有用于增加石墨烯在樣品通道7的冷卻行程的螺旋管12，螺旋管12是在樣品通道7內(nèi)螺旋固定連接到樣品收集室6和最終取樣室8，石墨烯通過樣品收集室6進入螺旋管12內(nèi)，螺旋管12的螺旋中心緊貼螺旋管12設(shè)有震動管13，震動管13是為了對螺旋管12進行震動以使螺旋管12內(nèi)的石墨烯順利通過螺旋管12最終進入到最終取樣室8。在螺旋管12的兩端均固定連接有用于防止震動以保護螺旋管12安全固定連接到樣品收集室6和最終取樣室8的橡膠墊14，該橡膠墊14要選擇耐高溫材料制成，因為反應(yīng)室2內(nèi)的溫度較高，石墨烯經(jīng)過樣品收集室6進入螺旋管12內(nèi)溫度也是非常高，所以橡膠墊14要選擇耐高溫的材料制作而成。
[0032]具體實施過程:高溫的石墨烯經(jīng)過樣品收集室6進入到樣品通道7內(nèi)的螺旋管12內(nèi)，石墨烯自身的重力以及惰性氣體提供的動力配合震動管13對螺旋管的震動，使石墨烯能夠在螺旋管12內(nèi)沿螺旋管12運動，在這個過程中石墨烯被逐漸冷卻，螺旋管12大大增加了石墨烯在樣品通道7內(nèi)的運動過程，可以提高石墨烯的冷卻效率。
[0033]本具體實施例僅僅是對本實用新型的解釋，其并不是對本實用新型的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對本實施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻的修改，但只要在本實用新型的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護。
【主權(quán)項】
1.一種制備石墨烯的設(shè)備，包括反應(yīng)室(2)、第一氣體入口(1)、第二氣體入口(4)、物料入口(3)，樣品收集室(6)，樣品收集室(6)依次與一個樣品通道(7)和一個最終取樣室(8)相連，其特征是:所述樣品通道(7)的內(nèi)壁設(shè)置有用于加長石墨烯下落行程的冷卻機構(gòu)，所述冷卻機構(gòu)包括若干第一擋板(10)和若干第二擋板(11)，若干第一擋板(10)沿樣品通道(7)的側(cè)壁豎直方向間隔均勻排列，所述第一擋板(10)的一端與樣品通道(7)固定連接，另一端向下傾斜并延伸至樣品通道(7)的另一側(cè)與樣品通道(7)之間具有間隙(15)，所述第二擋板(11)設(shè)置在樣品通道(7)相對第一擋板(10)的一側(cè)并且沿豎直方向間隔均勻排列，所述第二擋板(11)設(shè)置在兩個第一擋板(10)之間并且向下傾斜延伸至第一擋板(10)連接的側(cè)壁并具有間隙(15)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備石墨烯的設(shè)備，其特征是:所述間隙(15)處設(shè)有第三氣體入口( 9 )，所述第三氣體入口( 9)的出風(fēng)方向與第三氣體入口( 9)下方的第一擋板(10 )、第二擋板(11)向下傾斜的方向一致。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備石墨烯的設(shè)備，其特征是:所述冷卻機構(gòu)為螺旋管(12)，所述螺旋管(12)—端與樣品收集室(6)連通，另一端與最終取樣室(8)連通。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種制備石墨烯的設(shè)備，其特征是:所述螺旋管(12)的螺旋中心緊貼螺旋管(12 )固定連接有震動管(13 )。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種制備石墨烯的設(shè)備，其特征是:所述螺旋管(12)與樣品收集室(6)、最終取樣室(8)的連通處均設(shè)有橡膠墊(14)。
【文檔編號】C01B31/04GK205662321SQ201620446799
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月17日
【發(fā)明人】朱榮, 高巍, 何兵
【申請人】南京飛龍?zhí)胤N消防設(shè)備制造有限公司