一种用于制备量子碳素的分散装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于制备量子碳素的分散装置，包括壳体、设置在壳体内依次连接的两个分散腔，分别是分散腔一和分散腔二，所述分散腔二的输出端与壳体外部的输出腔连接；所述分散腔一和分散腔二为两个矩形腔，且分散腔一输出端与分散腔二的输入端连接。本发明专利技术结构简单、成本低、易于控制，容易实现大规模化生产，且无三废产生，生产的单层石墨烯、多层石墨烯、以及碳结构粒子颗粒度均匀，纯度高、产品质量稳定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种分散装置，尤其是涉及一种用于制备量子碳素的分散装置。
技术介绍
众所周知，碳元素是自然界中存在的与人类最密切相关、最重要的元素之一。它具有SP、SP2、SP3杂化的多样电子轨道特性，尤其是碳碳双键sp2杂化的异向性导致晶体的各向导性，使得以碳元素为唯一构成元素的碳素结构材料具有各式各样的性质，而且，新碳素材料还在不断被发现和人工制得。可以说，没有任何元素能像碳这样作为单一元素可形成像三维金刚石晶体、二维石墨层片、一维卡宾和碳纳米管、零维富勒烯分子等如此之多的结构与性质完全不同的物质。譬如碳素结构体中的石墨烯片材料就有太多优越性，而且在太阳能电池、传感器方面、纳米电子学、高性能纳电子器件、复合材料、场发射材料、气体传感器及能量存储等领域具有广泛的应用。近年来，科学家和致力于探索制备单层石墨烯的途径，尤其是要制备高质量、产率高、成本低、结构稳定的石墨烯的方法。目前公知比较成熟的制备石墨烯的方法主要有以下几种：①剥离法，包括微机械剥离法和溶剂剥离法等；②生长法，包括晶体外延生长、取向附生法、化学气相沉积等；③氧化还原石墨法，包括常用的Hummers法、Standenmaier法、Brodie法等；④其它方法，主要有电弧放电法、石墨层间化学物途径法、目前非常新颖的高温淬火法与碳纳米管剥开法等。其中氧化还原石墨法具有简单且多元化的工艺，是常用的制备石墨烯的方法，但只适合于实验室少量制备用于研究，大量制备容易产生大量废酸、废水等引起环境污染。同样，碳素结构体这些具有优秀性质的材料，到目前为止，其各种制备方法在成本和环保等方面还没有根本性的突破。规模化制备高质量、低成本、环保型的碳素晶体材料是所有应用的基础,发展低成本可控的制备方法是当下最急需解决的问题。量子碳素包括了粒径为0.3-100nm的碳素粒子的单层石墨烯、多层石墨烯、纳米碳结构体，在所述碳素粒子的表层具有含有碳、氢、氧、氮的化合物，所述含有碳、氢、氧、氮的化合物包括稠环芳烃、含有碳氧单键的化合物、含有碳氧双键的化合物、含有碳氢键的化合物。量子碳素是碳元素的一种热力学不稳定但动力学较稳定的亚稳定物质。构成量子碳素的基材是单分散碳原子或碳原子簇。以石墨烯为例，当石墨烯片层产生一定的弯曲结构时，则使处于平衡状态的碳原子具有一定的应力能并处于较高能量状态。不同碳同素异性体中碳元素所具有的能量各不相同，石墨中碳原子的能量为零为最稳定状态，富勒烯球C60中碳原子的能量最高达0.45eV，C240约为0.15eV，纳米碳管和金刚石中碳原子能量在0.02～0.03eV，要克服石墨烯弯曲结构的应力能,不同的碳同素异体的生成热有差别。最稳定的石墨其生成热Hf(g·c)为零；金刚石为1.67KJ/mol；C60为42.51KJ/mol；C70为40.38KJ/mol碳，要使石墨变成弯曲结构形成不同碳同素异体，必须从外部施加更高能量使之在受激状态下形成能量更高的单分散碳原子或碳原子簇.这些可控式激态能量的供给，可以通过本专利技术的特殊加工方法实现，并可以选择性的制备出不同碳结构体。
技术实现思路
本专利技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种用于制备量子碳素的分散装置，其特征在于：包括壳体、设置在壳体内依次连接的两个分散腔，分别是分散腔一和分散腔二，所述分散腔二的输出端与壳体外部的输出腔连接；所述分散腔一和分散腔二为两个矩形腔，且分散腔一输出端与分散腔二的输入端连接。优选地，所述分散腔二的输出端楔形，倾斜角度为α；输出腔为梯形，且两边的倾斜角度为β。优选地，所述分散腔二的输出端至输入端的距离为L，宽度为D1，分散腔二的输出端的口径为D2。优选地，所述壳体上部还开有一个垂直流道至分散腔一和分散腔二的连接处，该流道为一个倒T形流道，流道的底部为矩形，且与分散腔一和分散腔二的连接处连通。优选地，所述D1、D2、L、α以及β满足：0.01≤(D1-D2)/L≤0.1，；35°≤α≤75°；45°≤β≤85°。因此，本专利技术具有如下优点：本专利技术结构简单、成本低、易于控制，容易实现大规模化生产，且无三废产生，生产的单层石墨烯、多层石墨烯、以及碳结构粒子颗粒度均匀，纯度高、产品质量稳定。附图说明图1为分散装置部分示意图。具体实施方式下面通过实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明。实施例本专利技术提供一种分散装置部分2-2，包括壳体、设置在壳体内依次连接的两个分散腔，分别是分散腔一和分散腔二，所述分散腔二的输出端与壳体外部的输出腔连接；所述分散腔一和分散腔二为两个矩形腔，且分散腔一输出端与分散腔二的输入端连接，所述分散腔二的输出端楔形，倾斜角度为α；输出腔为梯形，且两边的倾斜角度为β，所述分散腔二的输出端至输入端的距离为L，宽度为D1，分散腔二的输出端的口径为D2，所述壳体上部还开有一个垂直流道至分散腔一和分散腔二的连接处，该流道为一个倒T形矩形流道，且流道的底部将分散腔一和分散腔二的连接处包裹住，如图1，流体经流不同的管径和一定的几何尺寸空间中，在各个局部和质点处产生不同的流体压强和质点的运动速度。从A进口进入的液流体，液体压力变换为动压。在局部负压区，是由于管径突变，液体流速增加，压力释放而产生局部负压区E。负压区E具有从B入口吸入特定气体或流体介质功能。本专利技术特定气体为空气。加入量为0.01％～1％(液体体积比)，优选0.1％～0.5％。加压区是特定几何尺寸空间，将吸入的气体形成气液混合相状态，由于管径扩大，液体流速下降，液体从动压变换为静压进行气缩加压溶解。经过充分气体的加压溶解后，液体已成为过饱和状态。C出口按一定角度突变扩展通向大气压的压力时，液体产生大量的微泡析出。在大气压界面C出口处，融入液体中的气体微泡从生成、生长到爆炸式溃灭在瞬间完成，局部产生异常高温高压，使水分子结合键断裂产出大量的羟自由基(·OH)和氢自由基(·H)。羟自由基(·OH)具有超强的氧化能力，对单层石墨烯、多层石墨烯、以及碳结构粒子进行氧化修饰。其中，0.01≤(D1-D2)/L≤0.1，优选(D1-D2)/L＝0.05；35°≤α≤75°，优选α＝45°；45°≤β≤85°，优选β＝65°本文中所描述的具体实施例仅仅是对本专利技术精神作举例说明。本专利技术所属
的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本专利技术的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制备量子碳素的分散装置，其特征在于：包括壳体、设置在壳体内依次连接的两个分散腔，分别是分散腔一和分散腔二，所述分散腔二的输出端与壳体外部的输出腔连接；所述分散腔一和分散腔二为两个矩形腔，且分散腔一输出端与分散腔二的输入端连接。

【技术特征摘要】
1.一种用于制备量子碳素的分散装置，其特征在于：包括壳体、设置在壳体内依次连接的两个分散腔，分别是分散腔一和分散腔二，所述分散腔二的输出端与壳体外部的输出腔连接；所述分散腔一和分散腔二为两个矩形腔，且分散腔一输出端与分散腔二的输入端连接。2.根据权利要求1所述一种用于制备量子碳素的分散装置，其特征在于：所述分散腔二的输出端楔形，倾斜角度为α；输出腔为梯形，且两边的倾斜角度为β。3.根据权利要求2述一种用于制备量子碳素的分散装置，其特征在于：所述分散腔...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱光华，
申请(专利权)人：玉灵华科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42