一种用于制备石墨烯的反应装置制造方法及图纸

技术编号：41201368 阅读：4 留言：0更新日期：2024-05-07 22:27

本发明专利技术公开了一种用于制备石墨烯的反应装置，包括反应器、气体输送机构和加热机构，其中，反应器内盛装有用于反应的金属溶液，气体输送机构用于输送含碳气体，气体输送机构与反应器可拆卸连接，且气体输送机构的出气端浸没于金属溶液内，加热机构能够将金属溶液加热至预设温度，以使得金属溶液和含碳气体反应生成石墨烯。相比现有技术，本发明专利技术实施例所公开的用于制备石墨烯的反应装置可有效避免局部金属溶液凝固堵塞气体输送机构的现象出现，避免气体输送机构失效，延长其使用寿命，而且能够大大降低维修使用成本，提高生产效益。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石墨烯生产，特别涉及一种用于制备石墨烯的反应装置。

技术介绍

1、当前，在石墨烯制备领域中，通常采用化学气相沉淀cvd法制备石墨烯，制备石墨烯的反应装置通常包括炉体、炉盖、炉衬及感应体等，通过感应体对金属溶液进行加热以使得金属溶液达到预设温度，含碳气体通过设置在炉底的气枪进入炉内，与金属溶液反应生成石墨烯。

2、其中，气枪从炉底穿过炉衬，在砌筑时与炉底的炉衬一起砌筑并一同烧结为一个整体，气体从气枪进入炉内，采用上述进气方式的气枪在实际生产过程中，由于进气压力波动、断电、温度监测故障、液位异常升高、紧急停炉处理不当等原因，金属溶液在静液柱的压力下就会进入气枪，遇到冷却的气体凝固，堵塞气枪，造成气枪失效，从而被迫停炉。

3、另外，气枪寿命比炉衬寿命短，当遇到故障停炉或气枪寿命到期的情况时，因气枪与炉衬为一个整体，必须将炉衬全部拆除，更换炉衬和气枪，因此存在维修成本高、停车更换周期长等问题，大大限制了石墨烯产业的发展。

4、因此，如何能够有效避免用于制备石墨烯的反应装置失效，延长其使用寿命，降低使用成本，提高生产效益，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种用于制备石墨烯的反应装置，能够有效避免用于制备石墨烯的反应装置失效，延长其使用寿命，降低使用成本，提高生产效益。

2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：

3、一种用于制备石墨烯的反应装置，包括：</p>

4、反应器，反应器内盛装有用于反应的金属溶液；

5、气体输送机构，用于输送含碳气体，气体输送机构与反应器可拆卸连接，且气体输送机构的出气端浸没于金属溶液内；

6、加热机构，加热机构能够将金属溶液加热至预设温度，以使金属溶液和含碳气体反应生成石墨烯。

7、可选的，所述反应器包括：

8、反应器壳体，反应器壳体内具有反应区域，金属溶液盛装于反应区域内，反应器壳体上开设有用于供气体输送机构伸入的通孔；

9、反应器盖体，与反应器壳体相配合。

10、可选的，气体输送机构包括气体输送管、气体分配接头和气体分配管；

11、气体输送管与反应器壳体的侧壁可拆卸连接，气体输送管包括进气管口和出气管口，进气管口置于反应器外部，出气管口置于反应器内部；

12、气体分配接头包括进气接口和出气接口，进气接口与出气管口相连通，出气接口与气体分配管相连通；

13、出气端为开设于气体分配管的侧壁上的气孔，气体分配管浸没于金属溶液中。

14、可选的，气体输送管为一个或多个，一个气体输送管对应设置有一个或多个气体分配接头；

15、气体分配接头上设置有一个或多个出气接口，一个出气接口对应设置有一个气体分配管。

16、可选的，反应器为圆筒型结构；

17、反应器壳体内设置有衬里，衬里与反应器壳体的内壁之间具有预设距离，金属溶液与衬里的内壁相接触，加热机构设置于衬里的外壁上；

18、气体输送管至少为两个，且沿反应器壳体的周向布置；

19、气体分配管为弧形管，且不同的气体分配管在反应器壳体内形成圆环形结构。

20、可选的，不同的气体分配管在反应器壳体内形成一个圆环结构，或至少形成两个嵌套的圆环结构。

21、可选的，反应器为矩形状结构；

22、加热机构设置于反应器壳体的外侧壁；

23、气体分配管至少为两个，气体分配管为条形结构，且在反应器壳体内呈平行布置。

24、可选的，还包括气体分配管托架，气体分配管托架用于支撑气体分配管。

25、可选的，气体输送管包括金属套管和衬套管，衬套管套接于金属套管内；

26、衬套管的外侧壁缠绕有耐高温的陶瓷纤维纸。

27、可选的，反应器壳体的底端面开设有排净口；

28、反应器盖体上开设有加料口、测温口和视镜口；

29、由以上技术方案可以看出，制备石墨烯时，首先需启动加热机构，使得加热机构对金属溶液加热至预设温度，然后通过气体输送机构向反应器内输送含碳气体，含碳气体和金属溶液充分反应生成石墨烯。

30、相比现有技术，本专利技术实施例所公开的用于制备石墨烯的反应装置具有以下技术效果：

31、（1）由于气体输送机构的出气端浸没于金属溶液内，始终处于高温环境中，因此可有效避免局部金属溶液凝固堵塞气体输送机构的现象出现，避免气体输送机构失效，延长其使用寿命。

32、（2）由于气体输送机构和反应器可拆卸连接，当气体输送机构损坏或寿命到期时，可以直接从反应器上拆除气体输送机构，将其进行更换即可，如此可大大降低维修使用成本，提高生产效益。

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【技术保护点】

1.一种用于制备石墨烯的反应装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于制备石墨烯的反应装置，其特征在于，所述反应器包括：

3.根据权利要求1所述的用于制备石墨烯的反应装置，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的用于制备石墨烯的反应装置，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的用于制备石墨烯的反应装置，其特征在于，不同的所述气体分配管在所述反应器壳体内形成一个圆环结构，或至少形成两个嵌套的圆环结构。

6.根据权利要求3所述的用于制备石墨烯的反应装置，其特征在于，所述反应器为矩形状结构；

7.根据权利要求1所述的用于制备石墨烯的反应装置，其特征在于，还包括气体分配管托架，所述气体分配管托架用于支撑所述气体分配管。

8.根据权利要求1所述的用于制备石墨烯的反应装置，其特征在于，所述气体输送管包括金属套管和衬套管，所述衬套管套接于所述金属套管内；

9.根据权利要求2所述的用于制备石墨烯的反应装置，其特征在于，所述反应器壳体的底端面开设有排净口；

【技术特征摘要】

1.一种用于制备石墨烯的反应装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于制备石墨烯的反应装置，其特征在于，所述反应器包括：

3.根据权利要求1所述的用于制备石墨烯的反应装置，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的用于制备石墨烯的反应装置，其特征在于，

6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：张君，石怀兵，毛先胜，刘泳，黄永钢，潘文彦，席佳，李阳，
申请(专利权)人：东华工程科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：

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