一种基于微流控的石墨烯连续制备与组装微系统及应用技术方案

本发明专利技术提供了一种基于微流控的石墨烯连续制备与组装微系统及应用，所述的微系统包括：氧化石墨烯制备单元、分离纯化单元、还原氧化石墨烯制备单元和氧化石墨烯组装单元；所述氧化石墨烯制备单元具有第一进料设备及其连通的微通道氧化反应器，所述微通道氧化反应器的出料端与分离纯化单元相连；所述分离纯化单元分别与还原氧化石墨烯制备单元和氧化石墨烯组装单元相连；所述还原氧化石墨烯制备单元主要为微通道还原反应器；所述氧化石墨烯组装单元包括组装微通道。该微系统是可制备氧化石墨烯、氧化石墨烯纤维和还原氧化石墨烯的连续流集成微反应系统，能实现从石墨原料直接到多组装形态、多结构特性的石墨烯产物的高效制备，利于应用。利于应用。利于应用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于微流控的石墨烯连续制备与组装微系统及应用


[0001]本专利技术属于石墨烯制备与组装的
，涉及到基于微流控的石墨烯连续制备与组装微系统及应用，具体为利用微通道反应器实现连续流制备还原氧化石墨烯和氧化石墨烯纤维的集成微系统。

技术介绍

[0002]石墨烯属于二维晶体，每个碳原子通过sp2杂化与周围碳原子构成周期性排布的正六边形，其独特的结构使它具有优异的电学、力学、热学和光学特性，在储能、复合材料、光电传感和生物医药等领域具有广阔应用前景。不同的商业应用场景对石墨烯化学组成、微观结构、组装形态等特性需求迥然不同。
[0003]目前，化学氧化剥离石墨并还原是大规模、低成本生产石墨烯的主要方法之一，利用强氧化剂分子破坏sp2杂化碳晶格，引入共价连接含氧官能团，随后剥离得到单片层的在边缘及面内位点修饰丰富含氧官能团的氧化石墨烯，并且还原得到石墨烯。其中，石墨的化学氧化广泛采用Hummers方法，以高锰酸钾为氧化剂，浓硫酸为插层剂，涉及易爆炸的中间体Mn2O7，在常规的釜式反应中常面临严苛的过程热管理以及反应效率低下等问题。此外，包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于微流控的石墨烯连续制备与组装微系统，其特征在于，包括：氧化石墨烯制备单元、分离纯化单元、还原氧化石墨烯制备单元和氧化石墨烯组装单元；所述氧化石墨烯制备单元具有第一进料设备及其连通的微通道氧化反应器，所述微通道氧化反应器的出料端与分离纯化单元相连；所述分离纯化单元分别与还原氧化石墨烯制备单元和氧化石墨烯组装单元相连；所述还原氧化石墨烯制备单元主要为微通道还原反应器；所述氧化石墨烯组装单元包括组装微通道。2.根据权利要求1所述的石墨烯连续制备与组装微系统，其特征在于，所述氧化石墨烯制备单元的第一进料设备包括第一原料罐、第二原料罐及各自的进料泵，分别用于泵送石墨原料、氧化剂原料至微通道氧化反应器，所述石墨原料、氧化剂原料均含插层剂；所述分离纯化单元包括依次连通的分离装置、氧化石墨烯收集装置和纯化装置，所述纯化装置的出料端分别通过进料泵与微通道还原反应器、组装微通道的进料口连接；所述还原氧化石墨烯制备单元包括：用于泵送还原剂原料至微通道还原反应器的第二进料设备，微通道还原反应器及其出料口相连的过滤装置；所述氧化石墨烯组装单元包括：依次连接的组装微通道、凝固浴装置和氧化石墨烯纤维收集装置。3.根据权利要求2所述的石墨烯连续制备与组装微系统，其特征在于，所述分离纯化单元中的分离装置为错流过滤装置，纯化装置为水洗中和装置。4.根据权利要求2所述的石墨烯连续制备与组装微系统，其特征在于，所述石墨烯连续制备与组装微系统为柜式集成可拆卸的微反应系统；所述氧化石墨烯制备单元位于还原氧化石墨烯制备单元和氧化石墨烯组装单元的上方。5.根据权利要求1
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4任一项所述的石墨烯连续制备与组装微系统，其特征在于，所述分离纯化单元、还原氧化石墨烯制备单元独立的还包括废液收集装置和产物收集装置中的一种或两种...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱彦武，李婕云，叶传仁，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：