【技术实现步骤摘要】
一种电极阵列电化学剥离石墨生产石墨烯的装置和方法
本专利技术涉及电化学法规模化生产石墨烯的技术，具体是一种电极阵列电化学剥离石墨生产石墨烯的装置和方法。
技术介绍
石墨烯是具有完美单原子层的二维蜂窝型晶体，因其独特的物理结构而具有优异的光学、力学、电子学等性能，在光学、电子学、生物医学、储能以及传感器等领域具有潜在的应用前景，受到了来自科学界及各国政府的广泛关注，使得石墨烯领域相关的基础科学与应用技术在近十多年得到了迅猛发展。但是目前石墨烯的工业化生产和应用仍然缓慢，其中如何绿色、低成本、规模化生产高品质石墨烯是制约石墨烯领域发展的关键问题。目前石墨烯的制备方法主要包括机械剥离法、SiC外延生长法、化学气相沉积法、氧化还原法、溶剂热法、电化学剥离法等，相对于其他方法，电化学剥离法具有低成本、快速高效、绿色环保等优点，近年来受到学术界和工业界的广泛关注和青睐，该方法以石墨作为阳极（或阴极），在不同的电解液中，利用电场作用驱动离子进入石墨电极装置，使其体积发生膨胀削弱层间范德华力，最终剥离脱落得到单层或少层石墨烯，该方法...
【技术保护点】
1.一种电极阵列电化学剥离石墨生产石墨烯的装置，其特征在于，包括电解槽，所述电解槽内充满电解液，电解槽内设有与电源连通的极性相反的一组第一导电母线和第二导电母线，每个第一导电母线和第二导电母线上依次顺序间隔悬挂有石墨电极装置和对电极装置，其中石墨电极装置上的第一导电极耳和对电极装置上的第二导电极耳悬挂在第一导电母线上，石墨电极装置上的第一绝缘极耳和对电极装置上的第二绝缘极耳悬挂在第二导电母线上，电解槽上设有电解液出口，电解液出口通过设有第一开关阀的第一导管与泵连通后进入缓冲池，电解槽上还设有一组电解液进料口，每个电解液进料口通过设有第二开关阀的第二导管与缓冲池连通。/n
【技术特征摘要】
1.一种电极阵列电化学剥离石墨生产石墨烯的装置，其特征在于，包括电解槽，所述电解槽内充满电解液，电解槽内设有与电源连通的极性相反的一组第一导电母线和第二导电母线，每个第一导电母线和第二导电母线上依次顺序间隔悬挂有石墨电极装置和对电极装置，其中石墨电极装置上的第一导电极耳和对电极装置上的第二导电极耳悬挂在第一导电母线上，石墨电极装置上的第一绝缘极耳和对电极装置上的第二绝缘极耳悬挂在第二导电母线上，电解槽上设有电解液出口，电解液出口通过设有第一开关阀的第一导管与泵连通后进入缓冲池，电解槽上还设有一组电解液进料口，每个电解液进料口通过设有第二开关阀的第二导管与缓冲池连通。
2.根据权利要求1所述的电极阵列电化学剥离石墨生产石墨烯的装置，其特征在于，所述石墨电极装置包括石墨和导电夹具，所述导电夹具设有第一金属夹片和第二金属夹片，石墨的边缘夹装在第一金属夹片和第二金属夹片之间，连接方式为金属-石墨-金属，接触面用紧固件固定，其中第一金属夹片从覆盖石墨边缘部分的一侧向外延伸形成条状的第一导电极耳，第一导电极耳被第一绝缘板夹装，第一绝缘板与第一导电极耳呈镜像对称部分的形状与第一导电极耳该对称部分的形状一致为第一绝缘极耳，第一导电极耳和第一绝缘极耳朝外的端部均设有方向一致的半径与导电母线线径相同的半圆孔，第一导电极耳的半圆孔部伸出第一绝缘板，所述石墨的外部设有包裹着石墨的滤袋膜，所述石墨电极装置与导电母线的连接方式采用悬挂方式将电极装置固定在母线上。
3.根据权利要求1所述的电极阵列电化学剥离石墨生产石墨烯的装置，其特征在于，所述对电极装置包括金属对电极板，电极板置于绝缘的离子交换膜支撑框架内，电极板从离子交换膜支撑架伸出的部分形成条状的第二导电极耳，第二导电极耳被第二绝缘板夹装，第二绝缘板与第二导电极耳呈镜像对称部分的形状与第二导电极耳该对称部分的形状一致为第二绝缘极耳，第二导电极耳和第二绝缘极耳朝外的端部设有方向一致的半径与导电母线线径相同的半圆孔，第二导电极耳的半圆孔部伸出第二绝缘板，所述离子交换膜支撑框架与对电极板工作面平行的两面均设有一组分隔框，每个分隔框内均设有与分隔框密封连接的离子交换膜，离子交换膜支撑框架置于电解槽内时朝上的端部设有一组导气孔、离子交换膜支撑框架伸入电解槽的下部设有一组导液孔，对电极装置采用悬挂方式固定在母线上，其中，对电极板的外形尺寸略大于石墨的外形尺寸。
4.根据权利要求1所述的电极阵列电化学剥离石墨生产石墨烯的装置，其特征在于，所述石墨电极装置和对电极装置的数量分别为N和N+1，相邻石墨电极装置...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋卷涛，刘志恒，黄有国，李庆余，王红强，郑峰华，刘葵，
申请(专利权)人：广西师范大学，
类型：发明
国别省市：广西;45
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