一种制备氧化石墨烯的设备及生产方法技术

本发明专利技术公开了一种制备氧化石墨烯的设备，包括：反应装置及依次设置的混合料注料区、氧化剂注料区、还原剂注料区、反应成品区，所述反应装置具有反应釜，所述反应装置可活动地依次从混合料注料区经由氧化剂注料区、还原剂注料区移动到反应成品区，所述混合料注料区、氧化剂注料区及还原剂注料区均分别设置有计量注料口；本发明专利技术还公开了一种制备氧化石墨烯的生产方法，应用上述制备氧化石墨烯的设备，本发明专利技术具有可小批量及多批次依次处理的特点。明具有可小批量及多批次依次处理的特点。明具有可小批量及多批次依次处理的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种制备氧化石墨烯的设备及生产方法


[0001]本专利技术涉及碳纳米材料制备
，尤指一种制备氧化石墨烯的设备及生产方法。

技术介绍

[0002]氧化石墨烯是石墨烯的氧化物，其表面拥有较多含氧官能团，可以进行改性，相对于石墨烯，氧化石墨烯可以更好地与其它材料混合改性，应用更加广泛，同时其化学改性研究前景广阔。
[0003]目前氧化石墨烯的制备方式是传统的化工反应工业设计，通过固定反应釜固定生产产线，该工艺的缺点有：产能局限，只能根据反应釜的大小决定产能，增加产能只能通过增加生产产线解决；试剂浪费，工业化生产往往需要过量的强氧化剂才能达到一定效果；产品质量差异，大批量生产导致石墨层间氧化不完全，造成产品质量差异，另外现有工艺需要大于6小时的反应时间，长时间的氧化反应以及机械搅拌导致所得产品尺寸变小，石墨烯表面缺陷过多，严重影响后续使用；生产环境差，经常性的停机清理，导致生产环境以及设备清理困难；安全隐患，一次性大量的强氧化剂添加，反应温度迅速升高，极易造成生产安全问题，如出现管道、反应釜破裂等。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种可小批量及多批次依次处理的制备氧化石墨烯的设备及生产方法。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用下列技术方案。
[0006]一种制备氧化石墨烯的设备，包括：反应装置及依次设置的混合料注料区、氧化剂注料区、还原剂注料区、反应成品区，所述反应装置具有反应釜，所述反应装置可活动地依次从混合料注料区经由氧化剂注料区、还原剂注料区移动到反应成品区，所述混合料注料区、氧化剂注料区及还原剂注料区均分别设置有计量注料口。
[0007]一种制备氧化石墨烯的设备，还包括控制系统，所述控制系统设置于反应装置上，所述混合料注料区具有共振声混装置，所述反应装置还具有条码区，所述混合料注料区、氧化剂注料区及还原剂注料区均分别设置有扫码感应器，所述条码区及扫码感应器均与控制系统通信连接，所述扫码感应器可识别扫描条码区。
[0008]所述反应釜的顶部形成有进料口，所述反应釜的底部设有搅拌装置，所述搅拌装置由电机带动转动，所述搅拌装置的内部设置有出料口，所述出料口通过出料管连通至一抽滤装置，所述抽滤装置设有可供包装桶活动进出的桶口，所述反应装置还具有计量传送装置，所述计量传送装置上设有两间隔设置的挡板，所述包装桶可卡于挡板之间，所述控制
系统与搅拌装置、电机、抽滤装置及计量传送装置均通信连接。
[0009]所述包装桶设置有桶条码，所述反应装置还具有一由上往下延伸的包装桶槽，所述反应装置上设置有一扫码器，所述扫码器对位于包装桶槽的底部，所述包装桶可由包装桶槽的顶部向下运动，直至落在计量传送装置的两挡板之间，所述控制系统与扫码器、包装桶的桶条码均通信连接。
[0010]所述反应装置上还设有一用于储存还原剂的储料桶，所述储料桶的顶部具有进口，所述储料桶通过第一管路连通至反应釜的进料口，所述第一管路上设有一第一流量控制阀。
[0011]所述反应釜内设有粘度计装置及温度PH器，所述粘度计装置及温度PH器均与控制系统通信连接。
[0012]所述反应装置的底部设有进水口及排水口，所述反应成品区的底部设有进水口及出水口，所述反应装置的进水口选择性与反应成品区的进水口连通，所述反应装置的排水口选择性与反应成品区的出水口连通，所述反应装置的进水口通过进水管连通至反应釜内，所述进水管上设有一第二流量控制阀，所述进水管于第二流量控制阀的上方连通有一倾斜向下的排水管，所述抽滤装置的底部连通至排水管，所述排水管的顶部设有一第三流量控制阀，所述排水管选择性连通至反应装置的排水口，所述第二流量控制阀与第三流量控制阀均与控制系统通信连接，所述第二流量控制阀位于排水管之下。
[0013]所述排水管的底部与反应装置的排水口之间还设有一废水收集槽，所述排水管位于废水收集槽与抽滤装置之间的位置处设有一第四流量控制阀，所述废水收集槽与反应装置的排水口之间设有一第五流量控制阀，所述废水收集槽内设有限位PH感应器，所述控制系统均与第四流量控制阀、第五流量控制阀及限位PH感应器通信连接。
[0014]一种制备氧化石墨烯的生产方法，应用上述制备氧化石墨烯的设备，包括以下步骤：所述混合料注料区储备有浓硫酸与石墨的混合料；所述反应装置先移动到混合料注料区，所述混合料注料区的计量注料口向反应装置的反应釜内注入浓硫酸与石墨的混合料；接着所述反应装置移动到氧化剂注料区，所述氧化剂注料区的计量注料口向反应装置的反应釜内注入氧化剂；再接着所述反应装置移动到还原剂注料区，所述还原剂注料区的计量注料口向反应装置的反应釜内注入还原剂；然后所述反应装置移动到反应成品区，所述反应釜中的氧化石墨烯成品经由反应成品区输出；最后所述反应装置再移动到混合料注料区，进行下一轮循环生产。
[0015]所述制备氧化石墨烯的设备还包括控制系统，所述控制系统设置于反应装置上，所述混合料注料区具有共振声混装置，所述反应装置还具有条码区，所述混合料注料区、氧化剂注料区及还原剂注料区均分别设置有扫码感应器，所述条码区及扫码感应器均与控制系统通信连接，所述扫码感应器可识别扫描条码区；其中，所述控制系统可以接收浓硫酸与石墨的配比输入，计算出混合料的注料量、氧化剂的注料量及还原剂的注料量，使反应装置的条码区能对应形成特定的条码；当混合料注料区的扫码感应器识别扫描条码区时，混合料注料区可以获知控制系统所计算出的混合料的注料量，并通过混合料注料区的计量注料口将控制系统所计算出的混合料的注料量注入到反应装置的反应釜中；当氧化剂注料区的扫码感应器识别扫描条码区时，氧化剂注料区可以获知控制系统所计算出的氧化剂的注料量，并通过氧化剂注料区的计量注料口将控制系统所计算出的氧化剂的注料量注入到反应
装置的反应釜中；当还原剂注料区的扫码感应器识别扫描条码区时，还原剂注料区可以获知控制系统所计算出的还原剂的注料量，并通过还原剂注料区的计量注料口将控制系统所计算出的还原剂的注料量注入到反应装置的反应釜中。
[0016]采用上述技术方案后，本专利技术通过反应装置、混合料注料区、氧化剂注料区、还原剂注料区及反应成品区的配合设计，由于所述反应装置可活动地依次从混合料注料区经由氧化剂注料区、还原剂注料区移动到反应成品区，从而使得反应装置的反应釜可以依次加入混合料、氧化剂及还原剂，实现小批量及多批次依次处理。
附图说明
[0017]图1为本专利技术的制备氧化石墨烯的设备的结构简图；图2为本专利技术的反应装置的结构简图；图3为本专利技术的搅拌装置的结构简图。
[0018]【符号说明】反应装置1反应釜11
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条码区12密封板1111进料口13
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搅拌装置14分散叶片141
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第一滤网142第二滤网143
ꢀꢀꢀ本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备氧化石墨烯的设备，其特征在于，包括：反应装置及依次设置的混合料注料区、氧化剂注料区、还原剂注料区、反应成品区，所述反应装置具有反应釜，所述反应装置可活动地依次从混合料注料区经由氧化剂注料区、还原剂注料区移动到反应成品区，所述混合料注料区、氧化剂注料区及还原剂注料区均分别设置有计量注料口。2.如权利要求1所述一种制备氧化石墨烯的设备，其特征在于：还包括控制系统，所述控制系统设置于反应装置上，所述混合料注料区具有共振声混装置，所述反应装置还具有条码区，所述混合料注料区、氧化剂注料区及还原剂注料区均分别设置有扫码感应器，所述条码区及扫码感应器均与控制系统通信连接，所述扫码感应器可识别扫描条码区。3.如权利要求2所述一种制备氧化石墨烯的设备，其特征在于：所述反应釜的顶部形成有进料口，所述反应釜的底部设有搅拌装置，所述搅拌装置由电机带动转动，所述搅拌装置的内部设置有出料口，所述出料口通过出料管连通至一抽滤装置，所述抽滤装置设有可供包装桶活动进出的桶口，所述反应装置还具有计量传送装置，所述计量传送装置上设有两间隔设置的挡板，所述包装桶可卡于挡板之间，所述控制系统与搅拌装置、电机、抽滤装置及计量传送装置均通信连接。4.如权利要求3所述一种制备氧化石墨烯的设备，其特征在于：所述包装桶设置有桶条码，所述反应装置还具有一由上往下延伸的包装桶槽，所述反应装置上设置有一扫码器，所述扫码器对位于包装桶槽的底部，所述包装桶可由包装桶槽的顶部向下运动，直至落在计量传送装置的两挡板之间，所述控制系统与扫码器、包装桶的桶条码均通信连接。5.如权利要求3所述一种制备氧化石墨烯的设备，其特征在于：所述反应装置上还设有一用于储存还原剂的储料桶，所述储料桶的顶部具有进口，所述储料桶通过第一管路连通至反应釜的进料口，所述第一管路上设有一第一流量控制阀。6.如权利要求3至5任一项所述一种制备氧化石墨烯的设备，其特征在于：所述反应釜内设有粘度计装置及温度PH器，所述粘度计装置及温度PH器均与控制系统通信连接。7.如权利要求3至5任一项所述一种制备氧化石墨烯的设备，其特征在于：所述反应装置的底部设有进水口及排水口，所述反应成品区的底部设有进水口及出水口，所述反应装置的进水口选择性与反应成品区的进水口连通，所述反应装置的排水口选择性与反应成品区的出水口连通，所述反应装置的进水口通过进水管连通至反应釜内，所述进水管上设有一第二流量控制阀，所述进水管于第二流量控制阀的上方连通有一倾斜向下的排水管，所述抽滤装置的底部连通至排水管，所述排水管的顶部设有一第三流...

【专利技术属性】
技术研发人员：张静，曾丙炎，陈永标，厉楠，
申请(专利权)人：恒力盛泰厦门石墨烯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：