一种石墨烯高压超声反应釜制造技术

一种石墨烯高压超声反应釜，包括：反应釜主体，其下部设有释放通道；电机，安装在反应釜主体的顶部，电机的输出端安装有向下延伸到反应釜主体内的搅拌浆；来料管道，安装在反应釜主体的顶部，来料管道将石墨物料上料到反应釜主体内；剥离气输送管道，安装在反应釜主体的顶部，剥离气输送管道将超临界流体输送至反应釜主体内；加热装置，与所述反应釜主体连接，以用于对反应釜主体内的反应釜进行辅助加热；以及高压超声装置，安装在反应釜主体的侧面并延伸到反应釜主体内，以产生作用于反应釜主体内的高压超声。本发明专利技术操作简单，条件容易实现，且在制备过程中未使用强酸强碱，绿色环保。绿色环保。绿色环保。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯高压超声反应釜


[0001]本专利技术涉及石墨烯生产
，具体涉及一种石墨烯高压超声反应釜。

技术介绍

[0002]石墨烯(Graphene)是碳原子以sp2杂化轨道组成，具有六角型蜂巢品格的二维层状石墨烯。石墨烯是组成其它石墨烯的基本单元，它能够通过翘曲制备得到零维的富勒烯，堆叠得到三维的石墨，也可以通过氧化、插层和剥离得到二维的氧化石墨烯，进一步切割剥离获得准零维的石墨烯量子点。石墨烯因自身大比表面积、高强度、高导电和导热等优异性能引起研究者们的广泛关注，并在能源、催化、电子和生物等领域具有重大的应用前景。
[0003]研究者们致力于在不同领域尝试不同方法已求制备出高质量、大面积、少片层或单片层石墨烯，并通过对石墨烯的制备工艺的不断优化和改进，降低石墨烯制备成本时期有效的材料性能得到广泛的应用，并逐步走向产业化。
[0004]现有市场上的石墨烯制备设备，大多采用的是机械剥离法、SiC外延生长法、氧化还原石墨法、化学气相沉积法(CVD)等方法。其中，机械剥离法能得到晶体结构完整的少数层或多层石墨烯，但是其生产效率不高，不能大规模的应用；氧化还原法是先将石墨氧化成氧化石墨分散在水性介质中，然后再还原得到石墨烯，该方法可用于工业化大规模生产石墨烯，但是石墨烯的结构受到较大的破坏，石墨烯缺陷多；SiC外延生长法可得到尺寸较大的单层或多层石墨烯，但是其生产装置要求高、成本高，且石墨烯的缺陷不可控、厚度不均匀；CVD法可实现大面积的制备石墨烯，但是成本较高、工艺复杂。因此，在现有生产工艺的基础上，亟需研制一款高效，且能工业化生产出少层和单层石墨烯的生产设备，以满足市场对石墨烯的大规模及高质量的需求。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术存在的上述技术问题，本专利技术提供了一种石墨烯高压超声反应釜，该石墨烯高压超声反应釜制备石墨烯，不仅操作简单，条件容易实现，且在制备过程中未使用强酸强碱，绿色环保。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种石墨烯高压超声反应釜，其包括：
[0007]反应釜主体，其下部设有释放通道；
[0008]电机，安装在所述反应釜主体的顶部，所述电机的输出端安装有向下延伸到所述反应釜主体内的搅拌浆；
[0009]来料管道，安装在所述反应釜主体的顶部，所述来料管道用于将石墨物料上料到所述反应釜主体内；
[0010]剥离气输送管道，安装在所述反应釜主体的顶部，所述剥离气输送管道用于将超临界CO2输送至所述反应釜主体内；
[0011]加热装置，与所述反应釜主体连接，以用于对反应釜主体内的反应釜进行辅助加热；以及
[0012]高压超声装置，安装在所述反应釜主体的侧面并延伸到所述反应釜主体内，，以产生作用于反应釜主体内的高压超声。
[0013]作为本专利技术的进一步优选技术方案，所述高压超声装置为多个，并于所述反应釜主体的外周上呈圆周分布。
[0014]作为本专利技术的进一步优选技术方案，所述反应釜主体的侧壁设有管套，所述高压超声装置通过所述管套倾斜或水平插入到所述反应釜主体内，所述高压超声装置的前端靠近所述搅拌浆的底部。
[0015]作为本专利技术的进一步优选技术方案，还包括安装在所述反应釜主体顶部的过滤器，所述过滤器有上下两个腔体，上下两个腔体的中间固定有钛合金过滤芯用于隔断上下腔体，所述过滤器的上腔体连接外部的负压上料进气管、二氧化碳回收管道、压缩气反吹管道、抽负压管道和负压破真空反吹装置，所述过滤器的下腔体连接反应釜主体的顶部并与所述反应釜主体的腔体连通。
[0016]作为本专利技术的进一步优选技术方案，所述反应釜主体为圆形锥底，所述反应釜主体由底部的釜身和顶部的釜盖组成，所述釜身和釜盖通过法兰密封连接，所述电机设置在所述釜盖的中心，所述高压超声装置安装在所述釜身上，所述释放通道位于所述釜身的底部。
[0017]作为本专利技术的进一步优选技术方案，所述釜盖上还设有压力检测接口和温度检测接口，所述压力检测接口安装有延伸到所述反应釜主体内的压力传感器，所述温度检测接口安装有延伸到所述反应釜主体内的温度传感器。
[0018]作为本专利技术的进一步优选技术方案，所述釜身包括内胆和夹套，所述内胆与所述夹套之间形成有夹层空间，所述夹套外壁连接有与所述夹层空间连通的进水口、出水口、排气口和排尽口，其中，所述进水口和所述排尽口位于所述釜身的底部，所述出水口和所述排气口靠近釜盖设置在所述釜身的上部，所述加热装置用于提供循环的热水或蒸汽，所述加热装置通过循环供热管路与所述进水口和所述出水口连通。
[0019]作为本专利技术的进一步优选技术方案，所述内胆的内壁材质为SUS316L不锈钢并且表面高精度镜面抛光，所述夹套为SUS304不锈钢材质。
[0020]作为本专利技术的进一步优选技术方案，所述加热装置对反应釜主体的加热温度为40～50℃。
[0021]作为本专利技术的进一步优选技术方案，所述高压超声装置产生的高压超声的频率范围25～27KHz。
[0022]本专利技术的石墨烯高压超声反应釜，通过采用上述技术方案，可以达到如下有益效果：
[0023]1)本专利技术的石墨烯高压超声反应釜，通过设置高压超声装置和搅拌浆，可实现机械搅拌与高压超声相结合，使得超临界CO2的分子更容易渗入到石墨或者石墨烯的层结构内部，从而实现层状石墨材料的插层，进而提高石墨的剥离效率，即更好地满足工业化生产的需求；
[0024]2)本专利技术的石墨烯高压超声反应釜，通过过滤器连接外部的抽负压管道、压缩气供给管道，以根据工艺需求对反应釜主体进行抽负压上料或反吹压缩气除尘，便于反应釜主体在完成此反应工序后，可快速投入到一次反应工序的准备中，即提高了工作效率；
[0025]3)本专利技术的石墨烯高压超声反应釜，其制备石墨烯不仅操作简单，条件容易实现，且在制备过程中未使用强酸强碱，绿色环保。
附图说明
[0026]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0027]图1为本专利技术石墨烯高压超声反应釜提供的一实施例的立体图；
[0028]图2为本专利技术石墨烯高压超声反应釜提供的一实施例的俯视图；
[0029]图3为本专利技术石墨烯高压超声反应釜提供的一实施例的剖视图。
[0030]图中：1、反应釜主体，2、釜身，3、釜盖，4、压缩气反吹管道，5、抽负压管道，6、过滤器，7、电机，8、第一阀门，9、来料管道，10、第二阀门，11、排气口，12、高压超声装置，13、进水口，14、释放通道，15、第四阀门，16、排尽口，17、出水口，19、剥离气输送管道，20、压力传感器，21、温度传感器，22、搅拌浆，23、管套，24、内胆，25、夹套。
[0031]本专利技术目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0032]下面将结合附图以及具体实施方式，对本专利技术做进一步描述。较佳实施例中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯高压超声反应釜，其特征在于，包括：反应釜主体，其下部设有释放通道；电机，安装在所述反应釜主体的顶部，所述电机的输出端安装有向下延伸到所述反应釜主体内的搅拌浆；来料管道，安装在所述反应釜主体的顶部，所述来料管道用于将石墨物料上料到所述反应釜主体内；剥离气输送管道，安装在所述反应釜主体的顶部，所述剥离气输送管道用于将超临界CO2输送至所述反应釜主体内；加热装置，与所述反应釜主体连接，以用于对反应釜主体内的反应釜进行辅助加热；以及高压超声装置，安装在所述反应釜主体的侧面并延伸到所述反应釜主体内，以产生作用于反应釜主体内的高压超声。2.根据权利要求1所述的石墨烯高压超声反应釜，其特征在于，所述高压超声装置为多个，并于所述反应釜主体的外周上呈圆周分布。3.根据权利要求1所述的石墨烯高压超声反应釜，其特征在于，所述反应釜主体的侧壁设有管套，所述高压超声装置通过所述管套倾斜或水平插入到所述反应釜主体内，所述高压超声装置的前端靠近所述搅拌浆的底部。4.根据权利要求1所述的石墨烯高压超声反应釜，其特征在于，还包括安装在所述反应釜主体顶部的过滤器，所述过滤器有上下两个腔体，上下两个腔体的中间固定有钛合金过滤芯用于隔断上下腔体，所述过滤器的上腔体连接外部的负压上料进气管、二氧化碳回收管道、压缩气反吹管道、抽负压管道和负压破真空反吹装置，所述过滤器的下腔体连接反应釜主体的顶部并与所述反应釜主体的腔体连通。5.根据权利要求1所述的石墨...

【专利技术属性】
技术研发人员：王进超，李伟，樊聪，王文嵩，李勃，贾明虎，
申请(专利权)人：深圳国昂高科新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：