一种石墨烯两级微波生产设备制造技术

本发明专利技术属于石墨烯制备技术领域，具体的说是一种石墨烯两级微波生产设备，腔体、进料口、固定架、转动轴和扇叶，还包括微波发射器一、两级石墨烯剥离模块和环形过滤板，腔体下端开设有落料口；进料口安装在腔体的上部；微波发射器一安装在腔体内部的下表面上；环形过滤板用于将微波发射器一中剥离出来的石墨烯抽走；两级石墨烯剥离模块用于将石墨再次剥离石墨烯；固定架安装在腔体的下端；转动轴转动安装在固定架上。本发明专利技术主要利用微波辐射对石墨进行两次剥离，剥离得到的石墨烯蓬松度很高，且石墨烯成品中不含有机官能团，提高石墨烯的产品质量，利用微波辐射器二螺旋布置并作为挡板，放置石墨震落出放置板，使石墨剥离完全。

A two stage microwave production equipment for graphene

The invention belongs to the technical field of graphene preparation, in particular to a two-stage microwave production equipment for graphene, including a cavity, a feed port, a fixing frame, a rotating shaft and a fan blade, a graphene stripping module and a ring filter plate for a microwave transmitter, and a drop port arranged at the lower end of the cavity. A microwave transmitter is mounted on the lower surface of the cavity; a ring filter plate is used to remove the graphene peeled out of the microwave transmitter; a two-stage graphene peeling module is used to peel the graphene again; a fixture is mounted at the lower end of the cavity; and a rotating shaft is mounted on the fixture. The invention mainly uses microwave radiation to peel graphite twice, and the fluffy graphene obtained by peeling is very high, and the finished graphene does not contain organic functional groups, so as to improve the quality of the graphene product. The graphite is arranged in two helixes of the microwave radiator and used as a baffle plate, and the graphite is shocked out of the placement plate, so that the graphite is completely peeled off.

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯两级微波生产设备
本专利技术属于石墨烯制备
，具体的说是一种石墨烯两级微波生产设备。
技术介绍
石墨烯由平面单层碳原子排列成二维蜂巢状结构，是只有一个碳原子厚度的超薄材料。石墨烯具有丰富的物理特性，比表面积达到2600m2/g；机械性能优异，断裂强度可达42N/m2，抗拉强度和弹性模量分别为130GPa和1.0TPa，弹性延展可达20％；导热性能好，在室温下高达5300W/(m·K)；透明度高，吸光率仅为2.3％。同时石墨烯还具有优异的电化学性能，常温下其电子迁移率超过15000cm2/(V·s)，高于碳纳米管。石墨烯因其独特的结构和优良的性能，成为研究的热点。石墨烯的制备方法主要分为三大类：第一类氧化还原石墨烯法，这种方法操作简单可大量生产，但制备的石墨烯含有大量的官能团使石墨烯缺陷增加，降低了石墨烯的性能；第二类方法是化学气相沉积法，此方法可以制备高质量的单层石墨烯但是不能工业化规模化大量生产；第三种是机械剥离法，机械剥离法可大规模工业化生产，但剥离的石墨烯的品质不高。综上所述，现有石墨烯的制备方法都有各自的优点，同样也存在着一定的缺陷。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201710952978.1的一项中国专利公开了一种石墨烯生产设备，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，本专利技术通过在放置皿下方设置振动块，能够保证氧化石墨颗粒能够平铺在放置皿上，使其能够充分均匀的接受微波辐照，氧化还原速率增快，即增快了石墨烯的生产速度，减少了资源浪费，通过各气阀及进料斗处的封口塞，确保了微波腔体的密封性，使得生产更加安全，同时本装置结构简单，生产效率较高，占地减小，易于推广使用。但该设备对石墨的剖离速度慢，产能低下，石墨烯剥离是分批完成不是连续生产，而且石墨在放置板上震动易滑落，石墨不能完全剥离成石墨烯。鉴于此，本专利技术所述的一种石墨烯两级微波生产设备，对石墨进行两次微波辐射，分批剥离，得到的石墨烯品质高，生产石墨烯的速度快。
技术实现思路
为了弥补现有技术的不足，本专利技术提出了一种石墨烯两级微波生产设备，本专利技术主要利用微波辐射对石墨进行两次剥离，剥离得到的石墨烯蓬松度很高，且石墨烯成品中不含有机官能团，提高石墨烯的产品质量，利用微波辐射器二螺旋布置并作为挡板，防止石墨震落出放置板，使石墨剥离完全。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两级微波生产设备，包括腔体、进料口、固定架、转动轴和扇叶，还包括微波发射器一、两级石墨烯剥离模块和环形过滤板，所述的腔体圆筒形，腔体下端开设有落料口；所述的进料口安装在腔体的上部；所述的微波发射器一安装在腔体内部的下表面上，微波发射器一是螺旋形的管道，石墨烯从微波发射器一的内部落下，微波发射器一和进料口正对，微波发射器一上均匀开设有通孔；所述的环形过滤板安装在腔体的中间部位，环形过滤板用于将微波发射器一中剥离出来的石墨烯抽走；所述的两级石墨烯剥离模块安装在腔体下端，两级石墨烯剥离模块用于将石墨再次剥离石墨烯；所述的固定架位于两级石墨烯剥离模块的下方，固定架安装在腔体的下端；所述的转动轴转动安装在固定架上；所述的扇叶安装在转动轴上。所述的微波发射器一内部的管道设置成一节直径20cm，一节直径15cm,交错布置，管道内部还安装有电磁铁一、电磁铁二、弹簧一和活动杆，所述的电磁一安装在管道内壁上；所述的电磁铁二位于直径20cm的管道内，电磁铁二处于电磁铁一的下方；所述的活动杆安装在电磁铁二上；所述的弹簧一一端和活动杆固定连接，弹簧一的另一端和直径为20cm的管道内壁连接。工作时，石墨从进料口进入到微波发射器一的内部管道中，石墨容易堵住内部的管道，给电磁铁一和电磁铁二通电，电磁铁一和电磁铁二相互吸引，使电磁铁二带动活动杆向上运动，使活动杆对管道进行疏通，有利于石墨的落下，避免发生堵塞，此时弹簧一处于压缩状态，当电磁铁一和电磁铁二断电时，弹簧一在弹力作用下推动电磁铁二向下运动，使活动杆离开直径为15cm的管道。所述的微波发射器一上还安装有气囊、弹簧二和固定块，所述的弹簧二一端固定在微波发射器一的外壁上；所述的固定块和弹簧一的另一端固定连接；所述的气囊安装在固定块上，气囊为圆球形，气囊外接进气管，气囊上开设有螺旋孔。工作时，通过进气管间歇对气囊充入惰性气体，气囊充入惰性气体时变大，不充入惰性气体时惰性气体从气囊的螺旋孔中排出，气囊的充放气使微波发射器一的震动加大，有利于石墨的落下，螺旋孔有利于搅乱腔体内部的气流，便于石墨烯漂浮在惰性气体中，有利于落料口抽气将石墨烯抽走。所述的两级石墨烯剥离模块包括放置板、微波发射器二、弹簧三和支座，所述的支座固定安装在腔体内壁上；所述的弹簧三的一端安装在支座上；所述的放置板和弹簧三的另一端连接，放置板上开设有通孔；所述的微波发射器二位于放置板上，微波发射器二为螺旋形。工作时，从微波发射器一内落下的石墨落到了放置板上，微波发射器二工作，将石墨进一步剥离出石墨烯。所述的扇叶上还安装有磁块一；所述的放置板下表面安装有支杆；所述的支杆下端安装有磁块二；所述的磁块一和磁块二之间的相互排斥使放置板发生震动。落料口对腔体内部进行抽气时，扇叶发生转动，扇叶上的磁块一转动到磁块二正下方时，磁块一和磁块二相互排斥，使得放置板发生震动，将放置板上的石墨和石墨烯震离放置板，石墨烯通过环形过滤板和放置板上的通孔抽出，而石墨落到放置板上。所述的环形过滤板内部设有空心腔室，腔体内壁上开设有凹槽和环形过滤板的空心腔室相通；所述的环形过滤板上表面和下表面均开设有通孔和空心腔室相通，环形过滤板上下表面的通孔是交错布置的。微波发射器一剥离出来的石墨烯落到环形过滤板上，石墨烯通过通孔进入到空心腔室内，在通过腔体上的凹槽落入到落料口排出，环形过滤板的上下表面通孔交错布置是为了减少石墨烯直接从下表面通孔落到放置板上，同时对震离放置板的石墨烯进行抽到空心腔室内在通过落料口排出。本专利技术的有益效果是：1.本专利技术所述的一种石墨烯两级微波生产设备，本设备采用微波辐射两次对石墨进行剥离生产石墨烯，本设备简单、成本低，可大规模生产且制备的石墨烯产品质量高，石墨烯中不含有有机官能团，石墨烯生产效率高，并且大大减少工作人员的工作量。2.本专利技术所述的微波发射器一内部设有的电磁铁一、电磁铁二、弹簧一和活动杆相互配合，进而实现了对管道内部的石墨进行疏通，避免了石墨堵塞管道，不利于石墨烯的生成，提高石墨烯的生成效率。3.本专利技术所述的两级石墨烯剥离模块包括放置板、微波发射器二、弹簧三和支座再配合扇叶、磁块一和磁块二，一方面保证石墨颗粒得到充分均匀的微波辐射，提高生成石墨烯的效率，另一方面使石墨和石墨烯震动，便于及时将石墨烯从放置板上抽出，排出到腔体外部收集，并且微波辐射器二螺旋布置充当挡板，防止石墨从放置板上震落下来，使石墨得到完全剥离。4.本专利技术所述的气囊、弹簧二和固定块相互配合，进而实现微波发射器一的震动幅度加大，使得微波发射器一内部的石墨易滑落下，不至本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯两级微波生产设备，包括腔体(1)、进料口(2)、固定架(3)、转动轴(4)和扇叶(5)，其特征在于：还包括微波发射器一(6)、两级石墨烯剥离模块(7)和环形过滤板(8)，所述的腔体(1)圆筒形，腔体(1)下端开设有落料口；所述的进料口(2)安装在腔体(1)的上部；所述的微波发射器一(6)安装在腔体(1)内部的下表面上，微波发射器一(6)是螺旋形的管道，石墨烯从微波发射器一(6)的内部落下，微波发射器一(6)和进料口(2)正对，微波发射器一(6)上均匀开设有通孔；所述的环形过滤板(8)安装在腔体(1)的中间部位，环形过滤板(8)用于将微波发射器一(6)中剥离出来的石墨烯抽走；所述的两级石墨烯剥离模块(7)安装在腔体(1)下端，两级石墨烯剥离模块(7)用于将石墨再次剥离石墨烯；所述的固定架(3)位于两级石墨烯剥离模块(7)的下方，固定架(3)安装在腔体(1)的下端；所述的转动轴(4)转动安装在固定架(3)上；所述的扇叶(5)安装在转动轴(4)上。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯两级微波生产设备，包括腔体(1)、进料口(2)、固定架(3)、转动轴(4)和扇叶(5)，其特征在于：还包括微波发射器一(6)、两级石墨烯剥离模块(7)和环形过滤板(8)，所述的腔体(1)圆筒形，腔体(1)下端开设有落料口；所述的进料口(2)安装在腔体(1)的上部；所述的微波发射器一(6)安装在腔体(1)内部的下表面上，微波发射器一(6)是螺旋形的管道，石墨烯从微波发射器一(6)的内部落下，微波发射器一(6)和进料口(2)正对，微波发射器一(6)上均匀开设有通孔；所述的环形过滤板(8)安装在腔体(1)的中间部位，环形过滤板(8)用于将微波发射器一(6)中剥离出来的石墨烯抽走；所述的两级石墨烯剥离模块(7)安装在腔体(1)下端，两级石墨烯剥离模块(7)用于将石墨再次剥离石墨烯；所述的固定架(3)位于两级石墨烯剥离模块(7)的下方，固定架(3)安装在腔体(1)的下端；所述的转动轴(4)转动安装在固定架(3)上；所述的扇叶(5)安装在转动轴(4)上。2.根据权利要求1所述的一种石墨烯两级微波生产设备，其特征在于：所述的微波发射器一(6)内部的管道设置成一节直径20cm，一节直径15cm,交错布置，管道内部还安装有电磁铁一(61)、电磁铁二(62)、弹簧一(63)和活动杆(64)，所述的电磁一安装在管道内壁上；所述的电磁铁二(62)位于直径20cm的管道内，电磁铁二(62)处于电磁铁一(61)的下方；所述的活动杆(64)安装在电磁铁二(62)上；所述的弹簧一(63)一端和活动杆(64)固定连接，弹簧一(63)的另一端和直径为2...

【专利技术属性】
技术研发人员：李训祺，许俊杰，
申请(专利权)人：李训祺，
类型：发明
国别省市：江苏,32