石墨烯生长系统技术方案

本发明专利技术涉及一种石墨烯生长系统，包括催化剂的前驱体制备子系统、催化剂制备子系统、催化剂改性子系统、石墨烯生长子系统、物料收集子系统、储运子系统以及气源子系统，其中催化剂的前驱体制备子系统、催化剂制备子系统、催化剂改性子系统、石墨烯生长子系统以及物料收集子系统依次连接，储运子系统分别与催化剂改性子系统以及石墨烯生长子系统连接，气源子系统分别与催化剂制备子系统以及石墨烯生长子系统连接。本发明专利技术首创实现了通过化学气相沉积法进行高质量石墨烯粉体的规模化生产，能够实现石墨烯的可控生长。该系统安全可靠，同时能够有效解决化学沉积过程中产生的尾气排放问题，避免了反应后的残余气直接排入大气造成的污染。

【技术实现步骤摘要】
石墨烯生长系统
本专利技术涉及化工
，具体涉及一种石墨烯生长系统。
技术介绍
石墨烯(Graphene)，是一种由碳原子sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的新型碳纳米材料。石墨烯完美的晶体结构赋予其良好的电学、热学、光学以及力学等特性，使其在化工、储能、电子器件、复合材料、生物医药以及航空航天等领域均具有广泛的应用潜能。得益于石墨烯优异的物理化学特性，有关石墨烯的制备和应用得到了学术界和产业界的广泛研究和生产应用。目前，石墨烯的制备方法可大致分为三大类：(1)第一类制备方法为：以石墨为主要原材料从上至下制备石墨烯，其原理为通过弱化石墨的层间作用力来剥离制备石墨烯，其规模化主要制备方法为化学氧化还原法和液相剥离法等方法；(2)第二类制备方法为：非主流方法，主要包括催化裂解法和二氧化碳化学转化法等方法；(3)第三类制备方法为：从下至上制备石墨烯，如化学气相沉积法通过碳原子在基底上有序排列生长来制备石墨烯。其中，第一类石墨烯制备方法在石墨烯的生产过程中工艺繁琐，污染严重，成本较高并且无法实现石墨烯粉体的可控制备。与此同时，所生产的二维片本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯生长系统，其特征在于，包括催化剂的前驱体制备子系统、催化剂制备子系统、催化剂改性子系统、石墨烯生长子系统、物料收集子系统、储运子系统以及气源子系统；/n所述催化剂的前驱体制备子系统与所述催化剂制备子系统连接，所述催化剂的前驱体制备子系统用于制备石墨烯生长所需催化剂的前驱体；/n所述催化剂制备子系统与所述催化剂改性子系统连接，所述催化剂制备子系统用于将所述催化剂的前驱体在高温下煅烧活化制备石墨烯生长所需的催化剂；/n所述催化剂改性子系统与所述石墨烯生长子系统连接，所述催化剂改性子系统用于将团聚的所述催化剂颗粒打散并进行改性；/n所述石墨烯生长子系统与所述物料收集子系统连接，所述石墨...

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯生长系统，其特征在于，包括催化剂的前驱体制备子系统、催化剂制备子系统、催化剂改性子系统、石墨烯生长子系统、物料收集子系统、储运子系统以及气源子系统；
所述催化剂的前驱体制备子系统与所述催化剂制备子系统连接，所述催化剂的前驱体制备子系统用于制备石墨烯生长所需催化剂的前驱体；
所述催化剂制备子系统与所述催化剂改性子系统连接，所述催化剂制备子系统用于将所述催化剂的前驱体在高温下煅烧活化制备石墨烯生长所需的催化剂；
所述催化剂改性子系统与所述石墨烯生长子系统连接，所述催化剂改性子系统用于将团聚的所述催化剂颗粒打散并进行改性；
所述石墨烯生长子系统与所述物料收集子系统连接，所述石墨烯生长子系统用于将改性后的所述催化剂在高温下催化含碳有机物脱氢并在所述催化剂表面生长石墨烯；
所述物料收集子系统与所述石墨烯生长子系统连接，所述物料收集子系统用于将石墨烯-催化剂的复合物粉体输送至粉体储罐并储存；
所述储运子系统分别与所述催化剂改性子系统以及所述石墨烯生长子系统连接，所述储运子系统用于将改性剂和碳源分别存储并输送至所述催化剂改性子系统和所述石墨烯生长子系统；
所述气源子系统分别与所述催化剂制备子系统以及所述石墨烯生长子系统连接，所述气源子系统用于为所述催化剂制备子系统以及所述石墨烯生长子系统分别提供氮气和氢氮混合气。


2.根据权利要求1所述的石墨烯生长系统，其特征在于，所述催化剂的前驱体制备子系统通过前驱体进料螺旋与所述催化剂制备子系统中的第一管式电阻炉的进料端连接；所述催化剂的前驱体通过所述前驱体进料螺旋输送至所述第一管式电阻炉的进料端，然后通过所述第一管式电阻炉进料端的螺旋进料器输送至所述第一管式电阻炉的炉管内。


3.根据权利要求1所述的石墨烯生长系统，其特征在于，所述催化剂制备子系统包括依次连接的第一气体预热器、第一管式电阻炉、第一除尘器、第一压力传感器、第一风机以及第一尾气处理装置，所述第一管式电阻炉分别与前驱体进料螺旋以及催化剂出料螺旋连接；所述催化剂制备子系统用于将氮气通入至所述第一气体预热器进行预热至预设温度，被预热后的气体进入所述第一管式电阻炉并与所述催化剂的前驱体在高温煅烧下所产生的混合气体及粉尘进入所述第一除尘器，经所述第一除尘器过滤后得到无尘气体，无尘气体经所述第一压力传感器控制的所述第一风机输送至所述第一尾气处理装置进行处理，制得的所述催化剂通过与所述第一管式电阻炉连接的所述催化剂出料螺旋进行出料。


4.根据权利要求1所述的石墨烯生长系统，其特征在于，所述催化剂改性子系统分别与所述催化剂出料螺旋和催化剂进料螺旋连接；其中所述催化剂通过与所述第一管式电阻炉连接的所述催化剂出料螺旋输送至所述催化剂改性子系统，然后经所述催化剂改性子系统打散改性后进入所述催化剂进料螺旋。


5.根据权利要求1所述的石墨烯生长系统，其特征在于，所述石墨烯生长子系统包括依次连接的第二气体预热器、第二管式电阻炉、第二除尘器、第二压力传感器、第二风机以及第二尾气处理装置，所述第二管式电阻炉分别与所述催化剂进料螺旋...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文超，
申请(专利权)人：陕西兴汉澜墨科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61