多层卷对卷制备系统及多层卷对卷制备方法技术方案

本发明专利技术公开一种多层卷对卷制备系统，包括：反应室，其至少一部分设置有加热元件；多组放料辊和收料辊，设置在反应室的设置有加热元件的部分之外；和多层基底材料箔，每一层通过一组放料辊和收料辊中的放料辊放出，经过反应室，最后由该组放料辊和收料辊中的收料辊卷收。本发明专利技术还公开了一种多层卷对卷制备方法。根据本发明专利技术的多层卷对卷制备系统及多层卷对卷制备方法，能在连续的生产过程中，在有限的制备空间内，通过在相同的制备条件下增大制备面积，提高生产效率，同时避免基底材料箔与放料辊或收料辊由于受热而粘连。料辊或收料辊由于受热而粘连。料辊或收料辊由于受热而粘连。

【技术实现步骤摘要】
多层卷对卷制备系统及多层卷对卷制备方法


[0001]本专利技术涉及卷对卷制备设备，更具体地，涉及改进的多层卷对卷制备系统。本专利技术还涉及改进的多层卷对卷气制备方法。

技术介绍

[0002]大面积石墨烯薄膜主要通过化学气相沉积法制备。通过卷对卷制备设备可以实现石墨烯薄膜的连续制备。现有的卷对卷技术，是将单片铜箔条带基底通过反应区，通过卷对卷传动装置实现石墨烯的连续制备。但是现有的卷对卷石墨烯制备设备虽然实现了连续制备，但是考虑到石墨烯的生长时间，生产效率还是不尽人意。
[0003]因此希望进一步改进的、提高生产效率的卷对卷制备设备及卷对卷制备方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是通过提供改进的、提高生产效率的多层卷对卷制备设备及卷对卷制备方法，至少部分地克服了现有技术中的不足。
[0005]根据本专利技术的一个方面，提供一种多层卷对卷制备系统，包括：
[0006]反应室，其至少一部分设置有加热元件；
[0007]多组放料辊和收料辊，设置在反应室的设置有加热元件的部分之外；和
[0008]多层基底材料箔，每一层通过一组放料辊和收料辊中的放料辊放出，经过反应室，最后由该组放料辊和收料辊中的收料辊卷收。
[0009]优选地，所述系统包括进气口和出气口，分别设置在反应室的上游侧和下游侧。
[0010]优选地，所述系统包括多个反应室，每一个包括一对进气口和出气口，每一个反应室的进去口和出气口分别设置在相应反应室的上游侧和下游侧。
[0011]优选地，所述反应室的基底材料箔进口端和出口端设置有耐热挡板，耐热挡板上设置有供基底材料箔通过的狭缝。
[0012]优选地，在所述系统包括多个反应室且所述多个反应室每一个包括一对进气口和出气口的情况下，多个反应室之间包括耐热挡板，耐热挡板上设置有供基底材料箔通过的狭缝。
[0013]优选地，所述系统还包括真空放料室，放料辊和收料辊设置在真空放料室中。
[0014]优选地，在所述系统包括多个反应室且所述多个反应室每一个包括一对进气口和出气口的情况下，多个反应室之间包括隔离部，所述隔离部为真空腔室。
[0015]优选地，所述基底材料箔为铜箔，所述系统用于制备石墨烯。
[0016]优选地，所述系统包括两个反应室，每一个反应室设置有一对进气口和出气口，第一反应室通入少量的氧对铜箔基底进行预处理或通入惰性气体对铜箔基底进行退火处理，第二反应室通入碳源，进行石墨烯生长。
[0017]根据本专利技术另一方面，提供一种多层卷对卷制备方法，包括：分层布置的多组放料辊放出多层基底材料箔；使多层基底材料箔延伸经过加热区；分层布置的多组收料辊卷收
多层基底材料箔。
[0018]优选地，每一层基底材料箔通过相应的放料辊放出，延伸经过多个加热区，然后由相应的收料辊卷收。
[0019]优选地，一个或多个加热区与其他加热区通入不同的气氛。
[0020]根据本专利技术的多层卷对卷制备系统及多层卷对卷制备方法，能在连续的生产过程中，在有限的制备空间内，通过在相同的制备条件下增大制备面积，提高生产效率，同时避免基底材料箔与放料辊或收料辊由于受热而粘连。
附图说明
[0021]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0022]图1是根据本专利技术第一实施例的多层卷对卷制备系统的示意图；
[0023]图2是根据本专利技术第二实施例的多层卷对卷制备系统的示意图；
[0024]图3是根据本专利技术第三实施例的多层卷对卷制备系统的示意图；
[0025]图4是根据本专利技术第四实施例的多层卷对卷制备系统的示意图；
[0026]图5是根据本专利技术的多层卷对卷制备方法的流程图。
具体实施方式
[0027]下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与专利技术相关的部分。
[0028]在本专利技术中，术语“上”、“外侧”、“之外”、“上游侧”、“下游侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本专利技术及其实施例，并非用于限定所指示的装置、部件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
[0029]图1是根据本专利技术第一实施例的多层卷对卷制备系统的示意图。多层卷对卷制备系统总体以100标示，包括反应室110，其至少一部分设置有加热元件111；进气口112和出气口113，分别设置在反应室110的上游侧和下游侧；第一组放料辊101和收料辊102，第二组放料辊103和收料辊104，第三组放料辊105和收料辊106，设置在，设置在反应室110的设置有加热元件111的部分之外；和第一层基底材料箔107、第二层基底材料箔108及第三层基底材料箔109，每一层通过一组放料辊和收料辊中的放料辊放出，经过反应室110，最后由该组放料辊和收料辊中的收料辊卷收。
[0030]根据本专利技术该实施例的多层卷对卷制备系统100通过设置多组放料辊101，103，105和收料辊102，104，106，且每一组放料辊和收料辊卷绕的基底材料箔107，108，109分层设置，使得有限空间的反应室110内延伸多层连续卷绕的基底材料箔。
[0031]根据本专利技术该实施例的多层卷对卷制备系统适用于静态和动态气相沉积。
[0032]在静态气相沉积情况下，由于本专利技术该实施例中反应室110内设置了多层基底材料箔107，108，109，增大了反应室110中基底材料箔的总长度，因此生产效率提高。
[0033]在动态气相沉积情况下，与现有的卷对卷技术相比较，现有的卷对卷技术是将单
片基底材料箔条带基底通过反应区，通过卷对卷传动装置实现连续制备。产物的生产效率P＝Wv，W为基底材料箔条带宽度，v为传动速度。v由反应区长度L和产物制备时间t决定，v＝L/t。因此，P＝WL/t。而本专利技术该实施例中，假设反应室110的长度为L，基底材料箔层数为n，反应区长度L和产物制备时间t不变，产物的生产效率为P＝nWL/t，大约是普通单片基底材料箔卷对卷传动技术的n倍，本实施例中，基底材料箔层数位3，生产效率大约是普通单品基底材料箔卷对卷传动技术的3倍。
[0034]而且，无论在动态气相沉积还是静态气相沉积情况下，由于多组放料辊101，103，105和收料辊102，104，106设置在反应室110的具有加热元件111的部分之外，因此还能避免加热过程中多组放料辊101，103，105和收料辊102，104，106和多层基底材料箔107，108和109的受热粘连。
[0035]为了获得生长均匀的气相沉积产物，进气口112和出气口113的进气和出气方向可设置为平行于多层基底材料箔107，108和109，并且反应室110内还可设置空气移动设备，以使通入的气体在反应室本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多层卷对卷制备系统，包括：反应室，其至少一部分设置有加热元件；多组放料辊和收料辊，设置在反应室的设置有加热元件的部分之外；和多层基底材料箔，每一层通过一组放料辊和收料辊中的放料辊放出，经过反应室，最后由该组放料辊和收料辊中的收料辊卷收。2.根据权利要求1所述的多层卷对卷制备系统，其中，所述系统包括进气口和出气口，分别设置在反应室的上游侧和下游侧。3.根据权利要求1所述的多层卷对卷制备系统，其中，所述系统包括多个反应室，每一个包括一对进气口和出气口，每一个反应室的进气口和出气口分别设置在相应反应室的上游侧和下游侧。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的多层卷对卷制备系统，其中，所述反应室的基底材料箔进口端和出口端设置有耐热挡板，耐热挡板上设置有供基底材料箔通过的狭缝。5.根据权利要求4所述的多层卷对卷制备系统，其中，在所述系统包括多个反应室且所述多个反应室每一个包括一对进气口和出气口的情况下，多个反应室之间包括耐热挡板，耐热挡板上设置有供基底材料箔通过的狭缝。6.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的多层卷对卷制备系统，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李雪松，代光前，青芳竹，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：