【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石墨烯制备领域，具体的涉及一种物理法生产氧化石墨烯的方法及设备。
技术介绍
1、现有的石墨烯机械剥离法使用各种溶剂及表面活性剂，最常见的表面活性剂是吐温80，需要执行石墨烯原料的功能化(羧化、环氧化、羟基化)、氧化或插层，而氧化或插层均需要引入强酸、强碱、高锰酸钾等强氧化剂，安全性、环保性非常差。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提出一种物理法机械剥离鳞片石墨制备石墨烯的方法及设备。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、一种物理法生产氧化石墨烯的方法，其特征在于包括以下步骤：
4、(1)预先将可膨胀石墨加入到粉料灌装机内；
5、(2)使用耐高温硅胶、耐高温玻璃和/或耐高温石英制成模具，将粉料灌装机内的可膨胀石墨粉末注入模具中；
6、(3)盛有可膨胀石墨的模具通过传送带传送到微波腔，微波腔内设置微波磁控管，对侧的微波磁控管成30°-180°排列形式，以达到微波均匀的辐照在粉体模具上；
7、(4)模具通过微波磁控腔时间为5-10min，可膨胀石墨经过微波由内而外发生膨胀，石墨片间距拉大，形成纳米石墨薄片；
8、(5)承载着纳米石墨薄片的模具通过传送带传送到吸料口处，通过真空吸料泵将纳米石墨薄片转移到气流磨中；气流磨设置为100％臭氧环境，将石墨烯氧化成氧化石墨烯。
9、所述可膨胀石墨为45目-1000目，膨胀倍率100-300倍，碳含量≥99％。
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11、微波磁控管数量为2-100个，微波腔总长度为2-60米。设计的总功率大小会决定用多少磁控管，相应的微波腔总长度也会不同。包含不同产能的各种型号的设备。
12、一种物理法生产氧化石墨烯的设备，其特征在于使用前述方法，包括粉料灌装机、模具和气流磨。
13、所述设备为全自动化控制设备，自动上料、运转、生产、吸料、包装。
14、本专利技术提出一种利用物理方法直接量产氧化石墨烯粉体的方法及设备，这种方法及设备安全环保、简单快速，可直接生产出氧化石墨烯粉体，便于下游应用。
15、本方法有别于以往过去任何由上往下合成氧化石墨烯的方法，不需要执行任何石墨烯原料的功能化(羧化、环氧化、羟基化)、氧化或再插层，直接使用粉料，无需额外处理，避免了氧化或插层均需要引入强酸、高锰酸钾等强氧化剂，安全性、环保性非常差的问题。通过微波对石墨进行膨胀后，在气流磨通过臭氧进行氧化。
16、现有强酸、高锰酸钾等氧化石墨的基本原理是用强酸对石墨进行处理，使之形成石墨层间化合物，再把强氧化剂如高猛酸钾加入其中对其进行氧化。
17、本专利技术的气流磨是压缩空气经拉瓦尔喷嘴加速成超音速气流后射入粉碎区使物料呈流态化(气流膨胀呈流态化床悬浮沸腾而互相碰撞)，通过相互碰撞将纳米石墨薄片进行机械剥离，形成石墨烯。
18、臭氧氧化的是相较于石墨片层较少的纳米石墨薄片，在气流磨中，压缩空气带动反应物料进行超音速的对撞，显著增加反应物分子的接触机会，从而大幅提高反应效率，使臭氧的强氧化性能够作用于纳米石墨薄片，生成氧化石墨烯。
19、经微波膨胀的石墨因膨胀速度更快而更蓬松，能够在气流磨中被气流带动进行机械剥离及氧化反应。
20、本专利技术成品的石墨烯粉料片层厚度≤10nm，为单层/多层(10层以内)氧化石墨烯，该生产设备氧化石墨烯粉料年产量为5-10t。
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1.一种物理法生产氧化石墨烯的方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述可膨胀石墨为45目-1000目，膨胀倍率100-300倍，碳含量≥99％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于单个磁控管功率为100-1000KW。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于微波磁控管数量为2-100个，微波腔总长度为2-60米。
5.一种物理法生产氧化石墨烯的设备，其特征在于使用权利要求1-4任一所述的方法，包括粉料灌装机、模具和气流磨。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于为全自动化控制设备，自动上料、运转、生产、吸料、包装。
【技术特征摘要】
1.一种物理法生产氧化石墨烯的方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述可膨胀石墨为45目-1000目，膨胀倍率100-300倍，碳含量≥99％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于单个磁控管功率为100-1000kw。
4.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：贺涛，
申请(专利权)人：南京慕嘉新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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