一种提高石墨烯制备效率的装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种提高石墨烯制备效率的装置及方法，包括激光发生系统、工件系统和辅助系统。高功率纳秒脉冲激光装置发出的激光经过扩束镜扩大光斑直径并经过分光镜反射和分光后产生两条激光束，第一激光束经过聚焦透镜冲击水中石墨固体靶材的右立面；第二激光束则经过聚焦透镜冲击水中石墨固体靶材的左立面，石墨靶材中的石墨晶体在极短时间内吸收大量的激光能量，并且受到周围水介质的限制，热量无法迅速传输，在石墨表面形成高温高压的等离子体区，从而诱导石墨转变为石墨烯，本发明专利技术提供的方法合成效率和材料利用率较高，工艺简单，设备成本低，能连续制备出高质量，层数均匀的石墨烯。

A device and method for improving the preparation efficiency of graphene

The invention relates to a device and method for improving the preparation efficiency of graphene, including a laser generation system, a workpiece system and an auxiliary system. The laser of high power nanosecond pulse laser device is sent through the beam expander expanding spot diameter and through reflection and light spectroscope produced after the laser beam two, the first laser beam passes through the right elevation focusing lens impact water graphite solid material; the second laser beam after focusing lens impact water graphite solid target Zuo Limian graphite crystal graphite target in a large number of laser energy absorption in a very short period of time, and by the medium of water around the limit, the heat can not be transmitted quickly, high temperature and high pressure plasma region is formed on the graphite surface, thereby inducing graphite into graphene, the invention provides a method of high rate by using the synthetic efficiency and the material has the advantages of simple process, low equipment cost, can continuous preparation of high quality, uniform layers of graphene.

【技术实现步骤摘要】
一种提高石墨烯制备效率的装置与方法
本专利技术属于人工制备石墨烯领域，特指常温常压下提高石墨烯制备效率的方法与装置。
技术介绍
石墨烯拥有独特的物理化学性能，然而，微小的石墨烯是无法真正发挥出它的优越性质的，因此，大尺寸、高效率石墨烯的制备的研究是有必要的。石墨烯自从2004年问世以来，如何高效的制备就一直吸引着科研人员的密切关注，制备石墨烯的理论与方法也层出不穷。除了有传统的机械剥离和氧化还原法之外，还有后来被广泛应用的的化学气相沉积法及外延生长法，目前激光诱导制备石墨烯技术也成为研究的热点。激光产生于20世纪60年代，从出现到今天的大规模应用，它就在工业生产和科学研究方面扮演着至关重要的角色。尤其在材料强化处理、再制造生产、激光切割、激光焊接、激光打标以及诱导结构转变方面，其独特的光学作用过程为生产高质量产品做出巨大贡献。激光器也在不断的改进更新，至今已经出现很多代的产品，每种产品也有许多规格，形成了包括固体激光器、气体激光器、半导体激光器等在内的几种主流激光器，脉冲激光器的脉宽也从毫秒，纳秒，皮秒发展到如今的飞秒。自从石墨烯被发现以来，激光在生产石墨烯中的应用也得到迅速发展，与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高石墨烯制备效率的装置，其特征在于，包括移动平台(7)，所述移动平台(7)上设有反应室(9)，所述反应室(9)内装有去离子水，石墨固体靶材(18)位于所述反应室内的去离子水溶液中，所述石墨固体靶材(18)的一侧与所述反应室(9)的内壁面之间设有第三旋转轴(4)和第二旋转轴(6)，所述第二旋转轴(6)位于所述反应室内去离子水溶液的上方，所述第三旋转轴(4)位于所述第二旋转轴(6)正下方的去离子水溶液中，所述第二旋转轴(6)所在的平面上还设置有第一旋转轴(11)，所述第三旋转轴(4)上卷绕有第二铜箔（5），所述第二铜箔（5）从所述第三旋转轴(4)上经过所述第二旋转轴(6)缠绕到所述第一旋转轴...

【技术特征摘要】
1.一种提高石墨烯制备效率的装置，其特征在于，包括移动平台(7)，所述移动平台(7)上设有反应室(9)，所述反应室(9)内装有去离子水，石墨固体靶材(18)位于所述反应室内的去离子水溶液中，所述石墨固体靶材(18)的一侧与所述反应室(9)的内壁面之间设有第三旋转轴(4)和第二旋转轴(6)，所述第二旋转轴(6)位于所述反应室内去离子水溶液的上方，所述第三旋转轴(4)位于所述第二旋转轴(6)正下方的去离子水溶液中，所述第二旋转轴(6)所在的平面上还设置有第一旋转轴(11)，所述第三旋转轴(4)上卷绕有第二铜箔（5），所述第二铜箔（5）从所述第三旋转轴(4)上经过所述第二旋转轴(6)缠绕到所述第一旋转轴(11)上，所述反应室(9)上方设置有脉冲激光装置（26）。2.根据权利要求1所述的一种提高石墨烯制备效率的装置，其特征在于，所述石墨固体靶材(18)的另外一侧与所述反应室(9)的内壁面之间设有第四旋转轴(37)和第五旋转轴(21)，所述第五旋转轴(21)位于所述反应室内去离子水溶液的上方，所述第四旋转轴(37)位于所述第五旋转轴(21)正下方的去离子水溶液中，所述第五旋转轴(21)所在的平面上还设置有第六旋转轴(23)，所述第四旋转轴(37)卷绕有第一铜箔(22)，所述第一铜箔(22)从所述第四旋转轴(37)上经过所述第五旋转轴(21)缠绕到所述第六旋转轴(23)上，所述脉冲激光装置（26）发出的激光(25)经过扩束镜（24）扩大光斑直径并经过分光镜（20）反射和分光后产生第一激光束（19）和第二激光束（17），所述第一激光束（19）通过聚焦透镜（15）冲击到水中石墨固体靶材（18）的一侧的立面上，所述第二激光束（17）通过聚焦透镜（15）冲击到水中石墨固体靶材（18）的另外一侧的立面上。3.根据权利要求2所述的一种提高石墨烯制备效率的装置，其特征在于，所述反应室(9)的底面上还固定有两列齿条(35)，两列齿条(35)之间通过约束板(2)连接，所述石墨固体靶材(18)固定在所述约束板(2)上，每列所述齿条(35)上均设有两个啮合齿板(36)，所述石墨固体靶材(18)位于四个啮合齿板(36)的中部，所述第三旋转轴(4)、所述第二旋转轴(6)、所述第四旋转轴(37)和所述第五旋转轴(21)的两端对应安装在两列齿条的啮合齿板(36)上。4.根据权利要求2或3所述的一种提高石墨烯制备效率的装置，其特征在于，所述反应室(9)...

【专利技术属性】
技术研发人员：任旭东，马服辉，王冕，王日红，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32