氧化反应器制造技术

本新型涉及一种氧化反应器，属于氧化石墨烯生产设备技术领域。本新型的氧化反应器包括反应腔体、反应搅拌器、反应搅拌电机，所述反应搅拌器在反应腔体内，所述反应搅拌器与反应搅拌电机相连，所述氧化反应器还包括冷却液循环系统、测温和控温系统；本新型的氧化反应器包括却液循环系统、测温和控温系统，机械搅拌装置、反应腔体等，温度控制方便，有利于控制氧化石墨烯的反应，同时也有利于节约能源。

Oxidation reactor

The new type relates to an oxidation reactor, belonging to the technical field of graphene oxide production equipment. The novel oxidation reactor includes a reaction chamber, a reaction agitator and a reaction agitator motor. The reaction agitator is connected with the reaction agitator motor in the reaction chamber. The oxidation reactor also includes a cooling liquid circulation system, a temperature measurement and control system. The new oxidation reactor includes a liquid circulation system, a temperature measurement and control system, and a mechanical agitation system. The device and reaction chamber are convenient for temperature control, which is conducive to controlling the reaction of graphene oxide and saving energy at the same time.

【技术实现步骤摘要】
氧化反应器
本技术涉及一种氧化反应器，属于氧化石墨烯生产设备

技术介绍
制备石墨烯的方法有微机械剥离法、外延生长法、化学气相沉积法和氧化-还原法等。氧化-还原法是指将天然石墨与强酸和强氧化性物质反应生成氧化石墨(GO)，经过超声分散制备成氧化石墨烯(即，单层氧化石墨)，加入还原剂去除氧化石墨表面的含氧基团，如羧基、环氧基和羟基，得到石墨烯。氧化-还原法被提出后，以其简单易行的工艺成为实验室制备石墨烯的最简便的方法，得到广大石墨烯研究者的青睐。到目前为止，氧化-还原法制备石墨烯的装置在实际生产中有难以克服的问题，主要是：(1)氧化剂使用时导致反应器氧化问题。(2)石墨烯氧化的反应终点的判断和控制问题。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种氧化反应器，该氧化反应器耐腐蚀且温度控制灵敏，因此更易于控制石墨烯的氧化反应。为解决上述技术问题，本技术的氧化反应器包括反应腔体、反应搅拌器、反应搅拌电机，所述反应搅拌器在反应腔体内，所述反应搅拌器与反应搅拌电机相连，所述氧化反应器还包括冷却液循环系统、测温和控温系统；所述冷却液循环系统包括冷却液容器、冷却液进料管、冷却液进料阀、冷却液出料口、所述冷却液进料管与冷却液容器相通，冷却液进料管上设置冷却液进料阀，冷却液容器上还设置有冷却液出料口，所述反应腔体在冷却液容器内；所述测温和控温系统包括第一控制器、温度计，所述第一控制器与冷却液进料阀相连，所述第一控制器与温度计相连，所述温度计设置在反应腔体内。优选的，还包括冷却搅拌器、冷却搅拌电机；所述冷却搅拌器设置在冷却液容器内，反应腔体外，所述冷却搅拌器与冷却搅拌电机相连。优选的，还包括反应器支架，所述反应器支架设置在冷却液容器内，反应腔体外，所述反应器支架与反应腔体相适配。优选的，所述反应搅拌器为拉杆式机械搅拌器。优选的，还包括反应器盖子，所述反应器盖子的材质为聚四氟乙烯；所述反应腔体的材质为玻璃或304不锈钢。优选的，还包括出料管、出料阀、风机，所述出料管设置在反应腔体底部，并与反应腔体相通，所述出料阀设置在出料管上，所述风机设置在出料管上。优选的，还包括第二控制器，所述温度计、反应搅拌电机和冷却搅拌电机均与第二控制器相连。优选的，所述反应腔体内设置多个温度计。优选的，所述冷却液容器采用304或316不锈钢。优选的，还包括搅拌桨支架，所述反应搅拌电机和冷却搅拌电机分别与搅拌桨支架固定连接。有益效果：本新型的氧化反应器包括冷却液循环系统、测温和控温系统，机械搅拌装置、反应腔体等，温度控制方便，有利于灵敏的控制氧化石墨烯的反应，同时也有利于节约能源。反应腔体四周设置支架，反应腔体外设起固定、隔离作用同时有利于冷却液循环流动，加热和冷却效果好。本新型的反应器四周用设置支架，反应器顶部用聚四氟乙烯塑料为盖子方便反应器加料和倒料。出料端设置风机，可调节氧化石墨的出料速率，同时排出废气和废汽。机械搅拌装置采用拉杆式机械搅拌器，便于氧化后的物料进入下一工段处理，使用方便。本新型的的环冷却液系统外壳采用304或316不锈钢制成，防止石墨氧化。反应器采用玻璃杯或304不锈钢制成，耐强酸和腐蚀，使用寿命长。附图说明图1本专利技术的一种具体实施方式图；图2为本专利技术的可在线放料的具体实施方式图；1-反应腔体；11-反应搅拌器；12-反应搅拌电机；13-反应器盖子；14-出料管；15-出料阀；16-风机；2-反应器支架；3-循环冷却液系统；31-冷却液进料管；32-冷却液出料口；33-冷却搅拌器；34-冷却搅拌电机；35-冷却液进料阀；36-冷却液容器；4-搅拌桨支架；5-测温和控温系统；51-第一控制器；52-第二控制器；53-温度计。具体实施方式下面结合实施例对本技术的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本技术限制在所述的实施例范围之中。如图1所示技术的氧化反应器包括反应腔体1、反应搅拌器11、反应搅拌电机12，所述反应搅拌器11在反应腔体1内，所述反应搅拌器11与反应搅拌电机12相连，所述氧化反应器还包括冷却液循环系统3、测温和控温系统5；所述冷却液循环系统3包括冷却液容器36、冷却液进料管31、冷却液进料阀35、冷却液出料口32、所述冷却液进料管31与冷却液容器36相通，冷却液进料管31上设置冷却液进料阀35，冷却液容器36上还设置有冷却液出料口32，所述反应腔体1在冷却液容器36内；所述测温和控温系统5包括第一控制器51、温度计53，所述第一控制器51与冷却液进料阀35相连，所述第一控制器51与温度计53相连，所述温度计53设置在反应腔体1内。生产氧化石墨烯时，将石墨烯等原料放置在反应腔体1中，开启冷却液循环系统3和测温和控温系统5，测温和控温系统5根据检测到的温度控制循环冷却液系统3，从而通过灵敏的控制反应腔1内的温度控石墨烯的氧化反应。开启循环冷却液系统3的方法为开启冷却液进料阀35，从冷却液进料管31向冷却液容器36中通冷却液，冷却液容器36中的冷却液与反应腔体1内的物料进行热交换后从冷却液出料口32流出；冷却液容器36内的冷却液可以为水、酒精、气体等等。开启测温和控温系统5的方法为开启第一控制器51和温度计53，温度计53将检测到的物料温度传递给第一控制器51，第一控制器51将检测到的温度与设定的氧化石墨烯温度进行对比，如果检测到的温度大于设定温度，则控制冷却液进料阀35开启，增加进冷却液量，如果检测到的温度低于设定温度，则控制冷却液进料阀35关小，减少进冷却液量。开启反应搅拌电机12，带动反应搅拌器11，将物料混合均匀，同时方便物料与循环冷却液均匀进行热交换。优选的，还包括冷却搅拌器33、冷却搅拌电机34；所述冷却搅拌器33设置在冷却液容器36内，反应腔体1外，所述冷却搅拌器33与冷却搅拌电机34相连。为了提高循环冷却液与反应腔体1内的物料的热交换效率，可开启冷却搅拌电机34，带动冷却搅拌器33，促进循环冷却液的流动，从而提高热交换效率；进一步提高温度控制灵敏度，从而较好的控制石墨烯的氧化反应。优选的，还包括反应器支架2，所述反应器支架2设置在冷却液容器36内，反应腔体1外，所述反应器支架2与反应腔体1相适配。反应腔体1可放置反应器支架2上，反应腔体1与冷却液容器36不接触，例如，反应器支架2可为镂空塑料作为支架，起固定作用同时让循环冷却液充分流动，有更好的加热和冷却效果，同时方便反应器加料和倒料。为了便于石墨烯氧化后的物料进入下一工段处理，优选的，所述反应搅拌器11为拉杆式机械搅拌器。方便反应器加料和倒料，也为了耐腐蚀，提高设备的使用寿命，优选的，还包括反应器盖子13，所述反应器盖子13的材质为聚四氟乙烯；所述反应腔体1的材质为玻璃或304不锈钢。反应腔体1与物料直接接触，采用玻璃或304不锈钢可耐强酸和腐蚀。因此，反应腔体1的材质优选为玻璃或304不锈钢。为了方便出料，提高生产效率，如图2所示，优选的，还包括出料管14、出料阀15、风机16，所述出料管14设置在反应腔体1底部，并与反应腔体1相通，所述出料阀15设置在出料管14上，所述风机16设置在出料管14上。石墨烯氧化反应后，开启风机16，排空出料管14，再开启出料阀15，反应腔体1内的物料从出料管14流出。放料时的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.氧化反应器，包括反应腔体(1)、反应搅拌器(11)、反应搅拌电机(12)，所述反应搅拌器(11)在反应腔体(1)内，所述反应搅拌器(11)与反应搅拌电机(12)相连，其特征在于，所述氧化反应器还包括冷却液循环系统(3)、测温和控温系统(5)；所述冷却液循环系统(3)包括冷却液容器(36)、冷却液进料管(31)、冷却液进料阀(35)、冷却液出料口(32)、所述冷却液进料管(31)与冷却液容器(36)相通，冷却液进料管(31)上设置冷却液进料阀(35)，冷却液容器(36)上还设置有冷却液出料口(32)，所述反应腔体(1)在冷却液容器(36)内；所述测温和控温系统(5)包括第一控制器(51)、温度计(53)，所述第一控制器(51)与冷却液进料阀(35)相连，所述第一控制器(51)与温度计(53)相连，所述温度计(53)设置在反应腔体(1)内。

【技术特征摘要】
1.氧化反应器，包括反应腔体(1)、反应搅拌器(11)、反应搅拌电机(12)，所述反应搅拌器(11)在反应腔体(1)内，所述反应搅拌器(11)与反应搅拌电机(12)相连，其特征在于，所述氧化反应器还包括冷却液循环系统(3)、测温和控温系统(5)；所述冷却液循环系统(3)包括冷却液容器(36)、冷却液进料管(31)、冷却液进料阀(35)、冷却液出料口(32)、所述冷却液进料管(31)与冷却液容器(36)相通，冷却液进料管(31)上设置冷却液进料阀(35)，冷却液容器(36)上还设置有冷却液出料口(32)，所述反应腔体(1)在冷却液容器(36)内；所述测温和控温系统(5)包括第一控制器(51)、温度计(53)，所述第一控制器(51)与冷却液进料阀(35)相连，所述第一控制器(51)与温度计(53)相连，所述温度计(53)设置在反应腔体(1)内。2.根据权利要求1所述的氧化反应器，其特征在于，还包括冷却搅拌器(33)、冷却搅拌电机(34)；所述冷却搅拌器(33)设置在冷却液容器(36)内，反应腔体(1)外，所述冷却搅拌器(33)与冷却搅拌电机(34)相连。3.根据权利要求1或2所述的氧化反应器，其特征在于，还包括反应器支架(2)，所述反应器支架(2)设置在冷却液容器(36)内，...

【专利技术属性】
技术研发人员：江思媛，赖奇，彭富昌，
申请(专利权)人：攀枝花学院，
类型：新型
国别省市：四川,51