一种石墨烯辊压剥离方法技术

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辊压剥离方法，该方法中采用的辊压系统中，封闭筒中设有挤压筒，凸轮组通过转动杆来转动安装在上底板上，挤压筒中设有挤压辊，挤压辊转动安装在上底板上；三个凸轮组相互配合来使挤压辊与挤压筒的内壁接触；石墨颗粒从进料口输送至挤压筒中，电机带动挤压辊自转，同时，控制器通过电机来使三个凸轮组配合转动，挤压筒的内壁与挤压辊充分接触，从而提高了石墨烯的剥离效率；剥离后的石墨烯通过过滤孔和出料口被收集；本发明专利技术主要用于制备石墨烯,能够对石墨烯进行充分研磨，同时符合尺寸的细颗粒石墨烯能够被及时过滤；提高了石墨烯的生产效率。

A method for rolling and stripping graphene

The invention belongs to the technical field of graphene production, in particular to a method of graphene roll peeling. In the roll peeling system adopted in the method, an extrusion cylinder is arranged in the closed cylinder, the cam group is rotated and installed on the upper base plate by rotating the rod, the extrusion roller is arranged in the extrusion cylinder, and the extrusion roller is rotated and installed on the upper base plate. The cam group cooperates with each other to make the extrusion roll contact with the inner wall of the extrusion cylinder; the graphite particles are conveyed from the inlet to the extrusion cylinder, and the motor drives the extrusion roll to rotate. At the same time, the controller rotates the three cam groups by the motor, and the inner wall of the extrusion cylinder fully contacts with the extrusion roll, thus improving the stripping efficiency of graphene. The peeled graphene is collected through a filter hole and an outlet; the present invention is mainly used for preparing graphene, which can grind the graphene sufficiently, and the fine grained graphene in accordance with the size can be filtered in time; and the production efficiency of graphene is improved.

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯辊压剥离方法
本专利技术属于石墨烯生产
，具体的说是一种石墨烯辊压剥离方法。
技术介绍
石墨烯是一种片状二维材料，其中的碳原子以sp2杂化轨道组成六角蜂巢晶格结构。这种特殊的二维结构导致石墨烯呈现出各种特殊的性能，如高强度、高硬度、高导热性和导电性；由于这些结构特点和性能特点，石墨烯被誉为用来制造保护涂层、透明可弯折电子元件、超大容量电容器等最有希望的潜在材料。需要补充的是，严格意义上说，石墨烯是一种单层的片状；不过由于单层石墨烯的制备难度，一般也把具有相近性能的寡层石墨烯也归类于石墨烯的范畴内。目前，石墨烯制备的方法主要有：化学生长法和物理剥离法。相比于效率低、不适合于工业化批量生产的化学生长法，物理剥离法主要是采用低廉的石墨为原料，通过对石墨晶体施加机械力使石墨层间发生剥离，打破石墨层间的范德华力，形成单片石墨烯或寡层石墨烯，这种物理剥离方法更具有工业化前景和适合规模化生产。其中，常规研磨是指将石墨在臼式研磨仪中研磨，其缺点是：首先，剪切力来源压力造成的摩擦力，而压力过大会导致电机难以带动杵体转动，限制了剪切力，压力过小难以剪切剥离；其次，剪切效率低，增加受压粉体量反而会导致部分粉体剪切力不足；杵体对石墨施加压力不均，容易产生过磨，杵体对石墨施加压力会使石墨烯产生结构缺陷，甚至会使剥离后石墨烯粉碎，使得制得的产品边缘多有毛刺，且晶体尺寸小。现有技术中也出现了石墨烯研磨剥离装置的技术方案，如申请号为201410567235.9的一项中国专利公开了一种石墨烯研磨剥离装置，其包括配合的上、下磨盘、用于驱动上磨盘转动的驱动机构以及用于收集研磨后产物的集料机构；上、下磨盘之间形成水平的接触面，上磨盘设有上进料口，下磨盘设有下进料口，上、下进料口均连通至上、下磨盘之间的接触面，下进料口的下端与一进水管密封连接；且下磨盘上端面设有凹槽，上进料口的下端面转动绕成的环形区域被包围在凹槽内。该石墨烯研磨剥离装置可以实现石墨烯大尺寸剥离，但是该技术方案制备的石墨烯存在颗粒过大的杂质，同时该技术方案不能对环形储料槽边沿处的石墨烯进行研磨，从而导致石墨烯存在研磨不充分的现象，使得该专利技术受到了限制。
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辊压剥离方法，本专利技术主要用于制备石墨烯,能够对石墨烯进行充分研磨，同时符合尺寸的细颗粒石墨烯能够被及时过滤；该方法中采用的辊压系统，通过三个凸轮组与挤压筒配合来实现挤压辊与挤压筒充分挤压，通过一号限位机构和凸轮组配合实现了对挤压筒的限位，通过三号滑块和斜块配合来使毛刷对过滤孔进行过滤，提高了石墨烯的生产效率。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本专利技术提出了一种石墨烯辊压剥离方法，该方法包括如下步骤：步骤一：将浓硫酸与石墨进行混合；步骤二：将高锰酸钾溶液加入到步骤一的石墨与浓硫酸的混合物中，得到氧化石墨；步骤三：将步骤二得到的氧化石墨加入到辊压系统中进行剥离，得到氧化石墨烯；步骤四：向步骤三得到的氧化石墨烯中通入水合肼溶液，得到石墨烯；步骤五：将步骤四中得到的石墨烯进行过滤、干燥；该方法中采用的辊压系统包括净化模块，上底板、封闭筒、控制器和一号气压杆，一号气压杆通过与上底板配合来对封闭筒进行封闭；封闭筒的底板上设有出料口；所述封闭筒中设有挤压筒，上述净化模块，上底板、封闭筒、控制器和一号气压杆不是本专利技术的创新之处，在此不作赘述；所述挤压筒的外壁与三个凸轮组接触，每个凸轮组通过转动杆来转动安装在上底板上，三个凸轮组呈圆周排列的方式均匀分布在挤压筒的外侧；所述上底板设有进料口，所述进料口用于向挤压筒输送石墨颗粒；所述挤压筒中设有挤压辊，挤压辊转动安装在上底板上；所述三个凸轮组相互配合来使挤压辊与挤压筒的内壁接触；所述挤压筒的外壁上设有三个安装块，安装块通过一号限位机构安装在封闭筒的内壁上；所述挤压筒的底板上设有过滤孔，过滤孔通过与出料口配合来对细化后的石墨烯进行收集；挤压筒侧壁的底部设有抽吸孔，抽吸孔用于对挤压筒中的残留杂质进行抽吸。石墨颗粒从进料口输送至挤压筒中，电机带动挤压辊自转，同时，控制器通过电机来使三个凸轮组配合转动，挤压筒的内壁与挤压辊充分接触，从而提高了石墨烯的剥离效率；剥离后的石墨烯通过过滤孔和出料口被收集。优选的，一号限位机构包括滑动杆、固定块、一号滑动块、一号连接杆、二号滑动块和二号连接杆，所述滑动杆的中间位置固定安装有固定块，滑动杆上滑动安装有一号滑动块和二号滑动块；所述固定块的一侧通过弹簧与一号滑动块连接，固定块的另一侧通过弹簧与二号滑动块连接；所述一号滑动块通过一号连接杆与安装块铰接，二号滑动块通过二号连接杆与安装块铰接；三组一号限位机构用于对挤压筒进行限位，防止挤压筒从三个凸轮组中脱离；如果挤压筒从三个凸轮组中脱离的情况下，通过关闭与三个凸轮组相连接的电机使凸轮组自由转动；三个一号限位机构中，弹簧在弹性的作用下使一号滑块和二号滑块恢复原位，从而拉动挤压筒恢复原位。优选的，所述三个凸轮组中的单个凸轮上设有圆形开口，所述转动杆与凸轮的圆形开口内壁上固定安装有一号液压杆和二号液压杆，所述一号液压杆和二号液压杆配合来使凸轮对挤压筒行挤压；凸轮在实际工作中会与挤压筒的外壁发生摩擦，从而使凸轮在长时间使用后，挤压筒的内壁与挤压辊不能充分接触；此时通过调节一号液压杆和二号液压杆的长度来使凸轮能够对挤压筒充分挤压。优选的，所述挤压辊的底表面固定安装有封闭块，挤压辊的底表面设有一号槽，一号槽的水平截面为长方形、一号槽的竖直截面为直角梯形；所述一号槽中设有斜块，斜块与一号槽的内壁之间设有三号滑动块；三号滑动块通过一号电动推杆安装在一号槽的侧壁上；所述斜块的底表面通过连杆固定安装有毛刷板，且斜块的底表面和封闭块之间固定安装有弹簧；所述封闭块中设有一号通孔，毛刷板位于一号通孔中，且毛刷板通过一号电动推杆与斜块的底表面固定连接。一号电动推杆推动三号滑动块运动，三号滑动块与斜块相互配合来使毛刷板向下运动，同时，斜块的底表面和封闭块之间固定安装的弹簧发生挤压变形；所述斜块的顶表面设有多个安装槽，安装槽中设有二号限位机构；二号限位机构通过与三号滑动块进行卡紧，来对斜块进行固定；一号电动推杆收缩、并与三号滑动块脱离；三号滑动块通过与二号限位机构配合来对斜块进行卡紧，同时减小了一号电动推杆与三号滑动块之间的作用力，提高了一号电动推杆的使用寿命。优选的，所述一号通孔为圆台型、且一号通孔中设有密封垫；所述毛刷板的形状为圆台型；一号电动推杆将三号滑动块推动，使二号限位机构能够运动，二号限位机构恢复至初始状态使斜块的顶表面平滑，此时，斜块的底表面和封闭块之间固定安装的弹簧，在弹性势能的作用下带动斜块和毛刷板一起向上运动，同时三号滑动块恢复至初始位置；圆台型的一号通孔通过与圆台型的毛刷板配合、实现了对一号通孔的封闭；同时，一号通孔中设置的密封垫进一步提高了毛刷板对一号通孔的密封效果。优选的，所述二号限位机构包括限位块、四号滑动块、导杆和限位杆；所述限位块的一端通过限位杆铰接安装在安装槽的侧壁上；限位块的另一端通过二号电动推杆固定安装在四号滑动块上；所述四号滑动块通过导杆安装在安装槽的侧壁上，所述导杆用于配合四号滑动块滑动；二号电动推杆收缩时，限位块绕着铰接杆逆时针转动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯辊压剥离方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：步骤一：对石墨块进行破碎，得到石墨颗粒；步骤二：对步骤一得到的石墨颗粒进行酸化处理；步骤三：将高锰酸钾溶液加入到步骤二的石墨与浓硫酸的混合物中，得到氧化石墨，并对氧化石墨进行烘干；步骤四：将步骤三得到的烘干后的氧化石墨加入到石墨烯粉碎装置中，得到石墨烯；步骤五：将步骤四中得到的石墨烯进行过滤、干燥；该方法中采用的石墨烯粉碎装置包括净化模块，上底板(11)、封闭筒(12)、控制器和一号气压杆(13)，一号气压杆(13)通过与上底板(11)配合来对封闭筒(12)进行封闭；封闭筒(12)的底板上设有出料口(14)；所述封闭筒(12)中设有挤压筒(15)，所述挤压筒(15)的外壁与三个凸轮组(16)接触，每个凸轮组(16)通过转动杆(17)来转动安装在上底板(11)上，三个凸轮组(16)呈圆周排列的方式均匀分布在挤压筒(15)的外侧；所述上底板(11)设有进料口(18)，所述进料口(18)用于向挤压筒(15)输送石墨颗粒；所述挤压筒(15)中设有挤压辊(21)，挤压辊(21)转动安装在上底板(11)上；所述三个凸轮组(16)相互配合来使挤压辊(21)与挤压筒(15)的内壁接触；所述挤压筒(15)的外壁上设有三个安装块，安装块通过一号限位机构(2)安装在封闭筒(12)的内壁上；所述挤压筒(15)的底板上设有过滤孔(22)，过滤孔(22)通过与出料口(14)配合来对细化后的石墨烯进行收集；挤压筒(15)侧壁的底部设有抽吸孔(23)，抽吸孔(23)用于对挤压筒(15)中的残留杂质进行抽吸。...

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯辊压剥离方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：步骤一：对石墨块进行破碎，得到石墨颗粒；步骤二：对步骤一得到的石墨颗粒进行酸化处理；步骤三：将高锰酸钾溶液加入到步骤二的石墨与浓硫酸的混合物中，得到氧化石墨，并对氧化石墨进行烘干；步骤四：将步骤三得到的烘干后的氧化石墨加入到石墨烯粉碎装置中，得到石墨烯；步骤五：将步骤四中得到的石墨烯进行过滤、干燥；该方法中采用的石墨烯粉碎装置包括净化模块，上底板(11)、封闭筒(12)、控制器和一号气压杆(13)，一号气压杆(13)通过与上底板(11)配合来对封闭筒(12)进行封闭；封闭筒(12)的底板上设有出料口(14)；所述封闭筒(12)中设有挤压筒(15)，所述挤压筒(15)的外壁与三个凸轮组(16)接触，每个凸轮组(16)通过转动杆(17)来转动安装在上底板(11)上，三个凸轮组(16)呈圆周排列的方式均匀分布在挤压筒(15)的外侧；所述上底板(11)设有进料口(18)，所述进料口(18)用于向挤压筒(15)输送石墨颗粒；所述挤压筒(15)中设有挤压辊(21)，挤压辊(21)转动安装在上底板(11)上；所述三个凸轮组(16)相互配合来使挤压辊(21)与挤压筒(15)的内壁接触；所述挤压筒(15)的外壁上设有三个安装块，安装块通过一号限位机构(2)安装在封闭筒(12)的内壁上；所述挤压筒(15)的底板上设有过滤孔(22)，过滤孔(22)通过与出料口(14)配合来对细化后的石墨烯进行收集；挤压筒(15)侧壁的底部设有抽吸孔(23)，抽吸孔(23)用于对挤压筒(15)中的残留杂质进行抽吸。2.根据权利要求1所述的一种石墨烯辊压剥离方法，其特征在于：所述一号限位机构(2)包括滑动杆(24)、固定块(25)、一号滑动块(26)、一号连接杆(27)、二号滑动块(28)和二号连接杆(29)，所述滑动杆(24)的中间位置固定安装有固定块(25)，滑动杆(24)上滑动安装有一号滑动块(26)和二号滑动块(28)；所述固定块(25)的一侧通过弹簧与一号滑动块(26)连接，固定块...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉婷，
申请(专利权)人：刘玉婷，
类型：发明
国别省市：上海,31