The invention relates to a device and method for preparing boron doped graphene by laser, including a reaction vessel, a laser generating system, a computer control system, a cleaning system and a positioning and tightening device. The laser emitted by the high power nanosecond pulsed laser device expands the beam spot diameter through a beam expander, and then impacts the copper foil placed in the mixed suspension solution of graphite and boric acid through a focusing lens. The surface of copper foil absorbs a large amount of laser energy in a very short time, and is limited by the mixed solution of graphite and boric acid around it. The heat cannot be transmitted. A high temperature and high pressure plasma region is formed on the surface of copper foil, which induces the transformation of graphite particles and boron elements into boron-doped graphene and deposits on the copper foil. The device and method of the invention can continuously synthesize high quality lattice doped graphene.
【技术实现步骤摘要】
一种激光制备硼掺杂石墨烯的装置和方法
本专利技术涉及一种激光制备硼掺杂石墨烯的装置及方法,适用于硼掺杂石墨烯制备
技术介绍
自从2004年英国学者Novoselov和Geim等人利用热剥离胶带重复撕扯的方式成功从高定向热解石墨(HOPG)获得单层石墨烯以来,如何高效、便捷的制备石墨烯就一直受到科研人员的密切关注。在石墨烯掺杂领域,在合成石墨烯的实验环境中加入硼源或者氮源可以制备硼掺杂和氮掺杂石墨烯。目前大多数制备掺杂石墨烯都是使用化学方法在石墨烯制备完成之后进行的后处理掺杂。然而这些方法一方面制备工艺过程比较复杂,能耗过高,得不偿失,另一方面,仅仅局限于实验室进行,制备条件要求比较苛刻,无法大规模的生产,转化效率低下,不利于工业化的生产。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种激光制备硼掺杂石墨烯的装置和方法,能够连续合成出高质量的晶格掺杂石墨烯。为实现上述目的,本专利技术采取的技术方案为:一种激光制备硼掺杂石墨烯的装置,包括反应容器,所述反应容器位于三维移动平台上,所述反应容器包括反应室和收集室,所述反应室和收集室之间通过排污管道连通,所述排污管道上设有排污阀,所述反应室位于磁力搅拌器上,所述反应室内设有装有铜箔的凸台和磁力搅拌器转子,所述反应室上方安装有激光发生系统。上述方案中,所述凸台靠近所述反应室的内壁面,所述磁力搅拌器转子位于所述反应室的中央位置。上述方案中,所述铜箔上方安装有气喷嘴和液喷嘴,所述气喷嘴通过气管依次与第二两位两通电磁阀、氮气瓶连接,所述液喷嘴通过管道与水泵连接,所述水泵通过管道与三位三通电磁阀连接,所述三位三通电磁阀通过管 ...
【技术保护点】
1.一种激光制备硼掺杂石墨烯的装置,包括反应容器(7),所述反应容器(7)位于三维移动平台(3)上,其特征在于,所述反应容器(7)包括反应室(26)和收集室(9),所述反应室(26)和收集室(9)之间通过排污管道连通,所述排污管道上设有排污阀(10),所述反应室(26)位于磁力搅拌器(5)上,所述反应室(26)内设有装有铜箔(6)的凸台(4)和磁力搅拌器转子(25),所述反应室(26)上方安装有激光发生系统。
【技术特征摘要】
1.一种激光制备硼掺杂石墨烯的装置,包括反应容器(7),所述反应容器(7)位于三维移动平台(3)上,其特征在于,所述反应容器(7)包括反应室(26)和收集室(9),所述反应室(26)和收集室(9)之间通过排污管道连通,所述排污管道上设有排污阀(10),所述反应室(26)位于磁力搅拌器(5)上,所述反应室(26)内设有装有铜箔(6)的凸台(4)和磁力搅拌器转子(25),所述反应室(26)上方安装有激光发生系统。2.根据权利要求1所述的一种激光制备硼掺杂石墨烯的装置,其特征在于,所述凸台(4)靠近所述反应室(26)的内壁面,所述磁力搅拌器转子(25)位于所述反应室(26)的中央位置。3.根据权利要求1所述的一种激光制备硼掺杂石墨烯的装置,其特征在于,所述铜箔(6)上方安装有气喷嘴(15)和液喷嘴(18),所述气喷嘴(15)通过气管依次与第二两位两通电磁阀(14)、氮气瓶(12)连接,所述液喷嘴(18)通过管道与水泵(23)连接,所述水泵(23)通过管道与三位三通电磁阀(24)连接,所述三位三通电磁阀(24)通过管道分别与第一储液槽(1)和第二储液槽(2)并联。4.根据权利要求3所述的一种激光制备硼掺杂石墨烯的装置,其特征在于,所述氮气瓶(12)通过气管与第一两位两通电磁阀(13)连接,所述第一两位两通电磁阀(13)和所述第二两位两通电磁阀(14)并联连接,所述第一两位两通电磁阀(13)通过气管与柱塞缸(11)连接,所述柱塞缸(11)内的柱塞杆穿过所述反应容器(7)后末端固定有连接推杆,所述连接推杆与反应室(26)的外壁面接触。...
【专利技术属性】
技术研发人员:任旭东,马文迅,马服辉,钱磊,王冕,
申请(专利权)人:江苏大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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