一种CVD沉积石墨烯的规模化制备设备制造技术

本实用新型专利技术涉及石墨烯制取设备技术领域，尤其是涉及一种CVD沉积石墨烯的规模化制备设备。制备设备包括制备腔室、反应室、冷却室、液体气密池和传送带组件；将反应室、冷却室设置在密闭的制备腔室内，并且通过液体气密池对主腔室内的空间进行密封，确保主腔室内具有良好的密闭性，避免了在石墨烯生产过程中进入空气发生设备爆炸的事故；传送带组件能够带动基底依次通过反应室和冷却室，能够实现基底相对于反应室的连续性输出，进而实现了石墨烯生产的连续性，完整性，实现了石墨烯的规模化生产。实现了石墨烯的规模化生产。实现了石墨烯的规模化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种CVD沉积石墨烯的规模化制备设备


[0001]本技术涉及石墨烯制取设备
，尤其是涉及一种CVD沉积石墨烯的规模化制备设备。

技术介绍

[0002]石墨烯即“单层石墨片”是碳晶体家族中的一位新成员，具有独特的单原子层二维晶体结构，集多种优异特性于一身。如超高的载流子迁移率、电导率、热导率、透光率、高强度等。
[0003]目前石墨烯的制备方法有：
[0004]1.固相法，固相法中又分机械剥离法和外延生长法两种；
[0005]2.液相法，液相法又分为氧化还原法、超声波分散法、有机合成法和溶剂热法等。
[0006]3.气相法，气相法又可以分为化学气相沉积法等离子增强法、火焰法、电弧放电法等。
[0007]经过对上述石墨烯所有制备方法进行梳理，对每种石墨烯的制备方法进行比较分析，发现只有化学气相沉积法最适合制备出高质量的石墨烯产品，但是化学气相沉积法在现实制取石墨烯中存在以下技术问题：
[0008]1：碳源性气体如甲烷、乙炔、液体如乙醇，必须在真空无氧环境下制取，否则碳源性气体浓度达到5％～15％时，其与空气中的氧气混合后便会发生爆炸。
[0009]2：实验室生成石墨烯机制比较固定，导致制取石墨烯的面积过小，不能达到规模化大批量生成。
[0010]3：间隙性的制取导致能源消耗大，加工生成石墨烯成本非常大。

技术实现思路

[0011]本技术的第一目的在于提供一种CVD沉积石墨烯的规模化制备设备，该制备设备能够解决现有石墨烯制备设备存在的问题；<br/>[0012]本技术提供一种CVD沉积石墨烯的规模化制备设备，其包括制备腔室、反应室、冷却室、液体气密池和传送带组件；
[0013]所述制备腔室为密闭腔室，所述制备腔室包括主腔室和副腔室，所述主腔室的出口端和副腔室的进口端连通，所述制备腔室的部分底面向下凹陷形成液体气密池，且主腔室出口端和副腔室的进口端均位于液体气密池的液位以下；
[0014]所述传送带组件布置在制备腔室内，经过液体气密池后经副腔室出口端延伸至制备腔室的外侧；
[0015]沿传送带组件的输送方向，反应室和冷却室依次布置在制备腔室内，且反应室和冷却室的开口端均朝向传送带组件设置。
[0016]优选的，所述反应室为底部具有开口的腔体，且反应室两个相对设置的侧板上设置有凹槽结构，所述凹槽结构罩设在传送带组件的上部。
[0017]优选的，所述反应室顶板外侧与制备腔室之间存在保温间距，所述反应室顶板和侧板外侧包裹有保温材料。
[0018]优选的，所述反应室的顶板外侧通过绝缘结构吊设在制备腔室内；所述反应室顶板内侧通过绝缘结构吊设有放电芒线，放电芒线与负极连接。
[0019]优选的，所述反应室的下部设置加热元件支架，所述加热元件支架上设置有加热元件；
[0020]在竖直方向上，所述加热元件支架和加热元件延伸至反应室的开口处；
[0021]传送带组件的上层传送带和下层传送带分别位于加热元件的上侧和下侧；
[0022]所述反应室内设置有热电偶。
[0023]优选的，所述冷却室包括底部具有开口的腔体，且冷却室的两个相对设置的侧板上设置有凹槽结构，冷却室的凹槽结构罩设在传送带组件的上部。
[0024]所述冷却室内设置有冷排管，所述冷排管的液氮进口和液氮出口延伸至制备腔室的外侧，冷排管处于传送带组件的上部。
[0025]优选的，所述液体气密池包括相互套接刻蚀槽和清洗槽；
[0026]所述清洗槽为制备腔室部分底面向下凹陷形成的结构；
[0027]所述制备腔室内设置有隔板，该隔板将制备腔室分割成主腔室和副腔室；
[0028]隔板其中一侧与清洗槽的侧壁构成主腔室的出口端，其另一侧与清洗槽的侧壁构成副腔室的进口端；
[0029]隔板的下端插接在刻蚀槽中，且隔板下端位于刻蚀槽液位以下。
[0030]所述刻蚀槽内设置有刻蚀剂，所述清洗槽内设置有去离子水；
[0031]所述刻蚀槽的内表面，以及隔板的下端设置有防腐层。
[0032]优选的，所述副腔室的出口端设置有与副腔室出口端密闭连接的弹性气密件；
[0033]所述弹性气密件上设置有传送带组件上设置有供传送带组件穿过的通道；
[0034]所述弹性气密件还包括夹紧部，所述夹紧部向弹性气密件施加压力，以控制通道与传送带组件之间的间距。
[0035]优选的，所述弹性气密件包括从从上到下依次设置的第一垫板、第二垫板、第三垫板和第四垫板；
[0036]第二垫板和第三垫板之间，以及第三垫板和第四垫板之间设置有传送带组件通道。
[0037]优选的，所述传送带组件包括滚筒，以及缠绕在滚筒上传送带，所述传送带的上表面设置有基底，并且基底与阳极相连。
[0038]有益效果：
[0039]将反应室、冷却室设置在密闭的制备腔室内，并且通过液体气密池对主腔室的空间进行密封，确保主腔室内具有良好的密闭性，避免了在石墨烯生产过程中进入空气发生设备爆炸的事故；传送带组件能够带动基底依次通过反应室和冷却室，能够实现基底相对于反应室的连续性输出，进而实现了石墨烯生产的连续性，完整性，实现了石墨烯的规模化生产。
附图说明
[0040]为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0041]图1为本技术具体实施方式提供的CVD沉积石墨烯的规模化制备设备的内部结构示意图；
[0042]图2为本技术具体实施方式提供的CVD沉积石墨烯的规模化制备设备的俯视图；
[0043]图3为本技术具体实施方式提供的反应室的结构示意图；
[0044]图4为本技术具体实施方式提供的反应室剖视图；
[0045]图5为本技术具体实施方式提供的反应室与加热元件支架配合的结构示意图；
[0046]图6为本技术具体实施方式提供的放电芒线的结构示意图；
[0047]图7为本技术具体实施方式提供的加热元件支架的结构示意图；
[0048]图8为本技术具体实施方式提供的液体密封池的结构示意图；
[0049]图9为本技术具体实施方式提供的弹性气密件的结构示意图；
[0050]图10为本技术具体实施方式提供的弹性气密件的剖视图；
[0051]图11为本技术具体实施方式提供的垫板与拖杆支架配合的结构示意图；
[0052]图12为本技术具体实施方式提供的第一垫板的俯视图；
[0053]图13为本技术具体实施方式提供的第二垫板的俯视图；
[0054]图14为本技术具体实施方式提供的第二垫板的侧视图；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CVD沉积石墨烯的规模化制备设备，其特征在于，包括制备腔室、反应室、冷却室、液体气密池和传送带组件；所述制备腔室为密闭腔室，所述制备腔室包括主腔室和副腔室，所述主腔室的出口端和副腔室的进口端连通，所述制备腔室的部分底面向下凹陷形成液体气密池，且主腔室出口端和副腔室的进口端均位于液体气密池的液位以下；所述传送带组件布置在制备腔室内，经过液体气密池后经副腔室出口端延伸至制备腔室的外侧；沿传送带组件的输送方向，反应室和冷却室依次布置在制备腔室内，且反应室和冷却室的开口端均朝向传送带组件设置。2.根据权利要求1所述的CVD沉积石墨烯的规模化制备设备，其特征在于，所述反应室为底部具有开口的腔体，且反应室两个相对设置的侧板上设置有凹槽结构，所述凹槽结构罩设在传送带组件的上部。3.根据权利要求2所述的CVD沉积石墨烯的规模化制备设备，其特征在于，所述反应室顶板外侧与制备腔室之间存在保温间距，所述反应室顶板和侧板外侧包裹有保温材料。4.根据权利要求2所述的CVD沉积石墨烯的规模化制备设备，其特征在于，所述反应室的顶板外侧通过绝缘结构吊设在制备腔室内；所述反应室顶板内侧通过绝缘结构吊设有放电芒线，放电芒线与负极连接。5.根据权利要求2所述的CVD沉积石墨烯的规模化制备设备，其特征在于，所述反应室的下部设置加热元件支架，所述加热元件支架上设置有加热元件；在竖直方向上，所述加热元件支架和加热元件延伸至反应室的开口处；传送带组件的上层传送带和下层传送带分别位于加热元件的上侧和下侧；所述反应室内设置有热电偶。6.根据权利要求1所述的CVD沉积石墨烯的规模化制备设备，其特征在于，所述冷却...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙华，
申请(专利权)人：孙华，
类型：新型
国别省市：