一种石墨烯生产工艺制造技术

本发明专利技术属于石墨烯生产技术领域，具体的说是一种石墨烯生产工艺，该工艺使用反应釜，该反应釜包括箱体、进料管、进气管、成品输送管、微波发射器和摆动模块；箱体顶部设置进料管；箱体底部设有进气管，进气管能够向箱体内注入惰性气体或压缩空气；成品输送管设置在进料管一侧的箱体顶部；箱体内壁上设有微波发射器；摆动模块设置在箱体中部摆动模块用于放置氧化后的石墨颗粒；本发明专利技术通过设置摆动模块，摆动模块振动用于避免原料堆积而影响石墨烯的产生；通过设置振动模块，避免石墨颗粒在放置皿的局部堆积，并避免进料斗的堵塞；通过设置晃动模块，使得石墨颗粒在放置皿内晃动，避免原料堆积而影响石墨烯的产生。

Production process of graphene

The invention belongs to the technical field of graphene production, in particular to a graphene production process, which uses a reaction kettle, which comprises a box body, a feeding pipe, an intake pipe, a finished product conveyor pipe, a microwave transmitter and a swing module; a feeding pipe is arranged at the top of the box body; an intake pipe is arranged at the bottom of the box body, and the intake pipe can be directed to it. Inert gas or compressed air is injected into the box body; the finished product conveying pipe is arranged at the top of the box body on the side of the feeding pipe; a microwave emitter is arranged on the wall of the box body; a swing module is arranged in the middle of the box body for placing graphite particles after oxidation; and the swing module is used to avoid vibration of the raw material by setting a swing module. The formation of graphene is affected by accumulation; the local accumulation of graphite particles in the dish is avoided by setting vibration module, and the blockage of feeding hopper is avoided; the shaking module is set to make the graphite particles shake in the dish, so as to avoid the accumulation of raw materials affecting the formation of graphene.

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯生产工艺
本专利技术属于石墨烯生产
，具体的说是一种石墨烯生产工艺。
技术介绍
目前，制备石墨烯这种特殊的材料方法包括：轻微摩擦法或撕胶带法(粘贴HOPG)、加热SiC法、金属衬底化学气相沉积法、氧化还原法等。前三种方法由于产率低或者设备昂贵、过程繁琐等原因并不适宜大规模生产石墨烯，氧化还原法因其具有产率较高的优势相对而言更适合大规模生产。但是，传统的氧化还原法采用的化学还原剂(如水合肼)具有非常大的毒性，以至于这个还原方法对人身健康和环境保护构成了较大的威胁，热还原方法具有快速和还原比较彻底的优点；但是由于加热一般需要在1000℃以上的高温下进行，增加了整个过程的能耗。而且，这个方法需要高温加热炉等比较昂贵设备。微波辐照加热具有速度快，成本低，使用简单等特点，辐照氧化石墨颗粒一分钟之内即可得到黑色的蓬松的石墨烯粉末，但是普通的微波辐照在空气中进行，先还原得到的石墨烯在微波辐照下极易燃烧甚至引起火患，为微波法生产石墨烯的工业化应用带来了潜在的安全威胁。而且，微波辐照得到的石墨烯蓬松度很高，质轻易飞扬，很难收集。这些问题成为微波辐照法工业化生产石墨烯的障碍现有技术中也出现了一些石墨烯生产的技术方案，如申请号为2017109529781的一项中国专利公开了一种冲针精度检测工装，包括包括微波腔体、微波发射器、振动块、支撑板、放置皿、弹簧、进料斗和成品收集瓶，所述微波腔体顶端左侧设有进料斗，所述进料斗贯穿微波腔体上壁，且所述进料斗内还设有封口塞，所述进料斗出口下方设有放置皿，所述放置皿下方设有振动块，所述振动块上表面开有两对称的长槽。该技术方案的石墨烯生产工艺，仅采用振动块进行振动，振动效果较差，且没有有效的措施防止加料时堵塞和局部堆积，使得该方案的原料摊铺效率较低，从而影响石墨烯的生产效率。
技术实现思路
为了弥补现有技术的不足，本专利技术提出的一种石墨烯生产工艺，该工艺使用反应釜，该反应釜通过摆动模块振动，避免原料堆积而影响石墨烯的产生；通过设置振动模块，避免石墨颗粒在放置皿的局部堆积，并避免进料斗的堵塞；通过设置晃动模块，使得石墨颗粒在放置皿内晃动，避免原料堆积而影响石墨烯的产生。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本专利技术所述的一种石墨烯生产工艺，该工艺包括以下步骤：步骤一：将石墨块放入破碎机内破碎成石墨颗粒；步骤二：将高锰酸钾、浓硫酸与步骤一中的石墨颗粒混合，制得氧化石墨薄片；步骤三：将步骤二中的氧化石墨薄片放入反应釜内，制得氧化石墨烯；步骤四：将步骤三中的氧化石墨烯通入水合肼溶液，制得石墨烯；步骤五：将步骤四中的石墨烯置于真空干燥箱内干燥；其中，所述的反应釜包括箱体、进料管、进气管、成品输送管、微波发射器和摆动模块；所述箱体顶部设置进料管；所述箱体底部设有进气管，所述进气管能够向箱体内注入惰性气体或压缩空气；所述成品输送管设置在进料管一侧的箱体顶部；所述箱体内壁上设有微波发射器；所述摆动模块设置在箱体中部，所述摆动模块用于放置氧化后的石墨颗粒；所述的摆动模块包括横杆、滑块、推杆、滚轴、安装块、伸缩杆和放置皿；所述横杆固定安装在箱体中部；两个平行的横杆底部滑动安装着滑块；所述滑块通过安装在箱体内壁上的推杆控制滑动；两个平行的横杆顶部设有滚轴；所述滚轴中部设有安装块；所述安装块底部通过弹簧连接着滑块；所述安装块顶部通过一组伸缩杆支撑着放置皿。所述的滚轴能够在横杆上滚动；两个横杆顶部设有一组凹槽；一组凹槽构成Z字型，所述凹槽侧边设有挡板；当滚轴其中一端掉入一个凹槽内，滚轴倾斜后，挡板能够挡住滚轴的这一端。工作时，从进料管向摆动模块的放置皿内加入氧化后的石墨颗粒后，通过微波发射器辐照氧化石墨颗粒制得石墨烯粉末，进气管输入惰性气体对石墨烯的生产进行保护，当由石墨烯产生后，由进气管向箱体内注入压缩空气；压缩空气推动石墨烯由上方的成品输出管输出；为了避免原料堆积，可通过推杆推动滚轴沿横杆滑动，当滚轴的一端落入一个凹槽内，滚轴的另一端还在横杆上，倾斜滚轴的一端被凹槽一侧的挡板抵住不动，滚轴的另一端则沿横杆滑动，直至另一端也落入凹槽内，当滚轴平衡后便能够从凹槽内滑出，依次循环，通过将一组凹槽布置成Z型，使得滚轴扭动，进而带动放置皿扭动，避免原料堆积而影响石墨烯的产生。优选的，所述的进料管倾斜设置；所述的进料管下方设有安装在箱体顶部的振动模块；所述振动模块包括进料斗、转动板和连杆；所述箱体顶部设有槽口，所述进料斗一侧通过转轴安装在槽口中部，进料斗的转轴内设置扭簧；所述进料斗底部一侧转动安装着转动板；所述连杆一端铰接在转动板中部；所述连杆另一端铰接在箱体顶部。工作时，通过进料管向放置皿加入氧化后的石墨颗粒时，通过将进料管倾斜设置，输入的石墨颗粒冲击进料斗的一侧，使得进料斗摆动，相应的使进料斗的下端摆动，避免石墨颗粒在放置皿的局部堆积，同时摆动的进料斗在连杆的作用下，使得进料斗底部一侧的转动板间歇张合，避免进料斗的堵塞。优选的，所述放置皿底部一侧设有晃动模块；所述晃动模块包括顶板、第一底板、第二底板、配重块、第一支撑杆和第二支撑杆；所述顶板通过弹簧安装在放置皿底部；所述第一底板和第二底板转动连接；所述配重块设置在第一底板和第二底板交接处；第一支撑杆的中部和第二支撑杆的中部转动连接，所述第一支撑杆一端铰接在顶板一端的底部；所述第一支撑杆另一端铰接在第二底板一端；所述第二支撑杆一端铰接在顶板另一端的底部；所述第二支撑杆另一端铰接在第一底板一端。工作时，第一底板和第二底板在横杆上滑动时保持平直，当第一底板和第二底板交接处的配重块到达凹槽上方时，配重块挤压并使第一底板和第二底板相对转动，通过第一支撑杆和第二支撑杆将放置皿的这一侧顶起，通过间歇性的顶起、晃动，使得石墨颗粒在放置皿内晃动，避免原料堆积而影响石墨烯的产生。优选的，所述的凹槽底面设有一组压缩杆，压缩杆的端头设有弧形挡块。工作时，滚轴从横杆上落入到凹槽内，对滚轴产生较大的冲击，长久运动会造成滚轴弯曲，通过设置弧形挡块挡块能够滚轴起到缓冲作用。优选的，所述的弧形挡块内弧面设有凸起的弧形弹片；所述滚轴的端头转动安装着转环；所述转环外圈对应弧形弹片设置一组弧形凹槽。工作时，滚轴从横杆上落入到凹槽内，对滚轴产生较大的冲击，长久运动会造成滚轴弯曲，通过设置弧形挡块挡块能够滚轴起到缓冲作用，滚轴从凹槽的一侧坠落，冲击到弧形挡块，弧形凹槽和弧形弹片相配合，驱动转环相对滚轴转动，将冲击力转换成旋转力，大大提高对滚轴的缓冲作用。本专利技术的有益效果如下：1.本专利技术的石墨烯生产工艺，该工艺使用反应釜，该反应釜通过设置摆动模块，摆动模块振动用于避免原料堆积而影响石墨烯的产生；通过设置振动模块，避免石墨颗粒在放置皿的局部堆积，并避免进料斗的堵塞；通过设置晃动模块，使得石墨颗粒在放置皿内晃动，避免原料堆积而影响石墨烯的产生。2.本专利技术的石墨烯生产工艺，该工艺使用反应釜，该反应釜通过设置摆动模块，通过设置滚轴及一组布置成Z型凹槽，滚轴扭动，进而带动放置皿扭动，避免原料堆积而影响石墨烯的产生。3.本专利技术的石墨烯生产工艺，该工艺使用反应釜，该反应釜通过设置晃动模块，晃动模块的配重块到达凹槽上方时，配重块挤压并使第一底板和第二底板相对转动，通过第一支撑杆和第二支撑杆将放置皿的这一侧顶起，通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯生产工艺，其特征在于，该工艺包括以下步骤：步骤一：将石墨块放入破碎机内破碎成石墨颗粒；步骤二：将高锰酸钾、浓硫酸与步骤一中的石墨颗粒混合，制得氧化石墨薄片；步骤三：将步骤二中的氧化石墨薄片放入反应釜内，制得氧化石墨烯；步骤四：将步骤三中的氧化石墨烯通入水合肼溶液，制得石墨烯；步骤五：将步骤四中的石墨烯置于真空干燥箱内干燥；其中，所述的反应釜包括箱体(1)、进料管(2)、进气管(3)、成品输送管(4)、微波发射器(5)和摆动模块(6)；所述箱体(1)顶部设置进料管(2)；所述箱体(1)底部设有进气管(3)，所述进气管(3)能够向箱体(1)内注入惰性气体或压缩空气；所述成品输送管(4)设置在进料管(2)一侧的箱体(1)顶部；所述箱体(1)内壁上设有微波发射器(5)；所述摆动模块(6)设置在箱体(1)中部，所述摆动模块(6)用于放置氧化后的石墨颗粒；所述的摆动模块(6)包括横杆(61)、滑块(62)、推杆(63)、滚轴(64)、安装块(65)、伸缩杆(66)和放置皿(67)；所述横杆(61)固定安装在箱体(1)中部；两个平行的横杆(61)底部滑动安装着滑块(62)；所述滑块(62)通过安装在箱体(1)内壁上的推杆(63)控制滑动；两个平行的横杆(61)顶部设有滚轴(64)；所述滚轴(64)中部设有安装块(65)；所述安装块(65)底部通过弹簧连接着滑块(62)；所述安装块(65)顶部通过一组伸缩杆(66)支撑着放置皿(67)；所述的滚轴(64)能够在横杆(61)上滚动；两个横杆(61)顶部设有一组凹槽(68)；一组凹槽(68)构成Z字型，所述凹槽(68)侧边设有挡板(69)；当滚轴(64)其中一端掉入一个凹槽(68)内，滚轴(64)倾斜后，挡板(69)能够挡住滚轴(64)的这一端。...

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯生产工艺，其特征在于，该工艺包括以下步骤：步骤一：将石墨块放入破碎机内破碎成石墨颗粒；步骤二：将高锰酸钾、浓硫酸与步骤一中的石墨颗粒混合，制得氧化石墨薄片；步骤三：将步骤二中的氧化石墨薄片放入反应釜内，制得氧化石墨烯；步骤四：将步骤三中的氧化石墨烯通入水合肼溶液，制得石墨烯；步骤五：将步骤四中的石墨烯置于真空干燥箱内干燥；其中，所述的反应釜包括箱体(1)、进料管(2)、进气管(3)、成品输送管(4)、微波发射器(5)和摆动模块(6)；所述箱体(1)顶部设置进料管(2)；所述箱体(1)底部设有进气管(3)，所述进气管(3)能够向箱体(1)内注入惰性气体或压缩空气；所述成品输送管(4)设置在进料管(2)一侧的箱体(1)顶部；所述箱体(1)内壁上设有微波发射器(5)；所述摆动模块(6)设置在箱体(1)中部，所述摆动模块(6)用于放置氧化后的石墨颗粒；所述的摆动模块(6)包括横杆(61)、滑块(62)、推杆(63)、滚轴(64)、安装块(65)、伸缩杆(66)和放置皿(67)；所述横杆(61)固定安装在箱体(1)中部；两个平行的横杆(61)底部滑动安装着滑块(62)；所述滑块(62)通过安装在箱体(1)内壁上的推杆(63)控制滑动；两个平行的横杆(61)顶部设有滚轴(64)；所述滚轴(64)中部设有安装块(65)；所述安装块(65)底部通过弹簧连接着滑块(62)；所述安装块(65)顶部通过一组伸缩杆(66)支撑着放置皿(67)；所述的滚轴(64)能够在横杆(61)上滚动；两个横杆(61)顶部设有一组凹槽(68)；一组凹槽(68)构成Z字型，所述凹槽(68)侧边设有挡板(69)；当滚轴(64)其中一端掉入一个凹槽(68)内，滚轴(64)倾斜后，挡板(69)能够挡住滚轴(64)的这一端...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘强，
申请(专利权)人：刘强，
类型：发明
国别省市：浙江,33