System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种用于闪光焦耳热法连续化生产石墨烯的反应装置制造方法及图纸_技高网

一种用于闪光焦耳热法连续化生产石墨烯的反应装置制造方法及图纸

技术编号:41328975 阅读:6 留言:0更新日期:2024-05-13 15:07
本发明专利技术公开一种用于闪光焦耳热法连续化生产石墨烯的反应装置,包括互相正对的固定盘与转动盘,所述转动盘与固定盘相对同一固定基准固定,所述转动盘相对所述固定盘基于其中心旋转;所述转动盘上延伸出轴向设置电极的管体,所述管体均匀环设于所述转动盘上,所述固定盘上具有正对所述转动盘初始位置的功能件,所述转动盘外接驱动设备,所述驱动设备驱动所述转动盘单次旋转角度与相邻两功能件间隔角度相同。本发明专利技术中,将闪热法制备石墨烯的工艺每一步骤分散至不同的功能化单元中,通过旋转状态下的逐区域工作实现闪热法的连续制备。基于本发明专利技术所公开的转动盘与固定盘结构实现闪光焦耳热法连续化生产石墨烯的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术公开一种用于闪光焦耳热法连续化生产石墨烯的反应装置,涉及闪光焦耳热法连续生产装置。


技术介绍

1、石墨烯的制备方法包括机械剥离法、电化学剥离法、液相剥离法、化学气相沉积法、外延生长法、化学氧化还原法等。其中,化学氧化还原法是目前规模化生产石墨烯的主要方式,其应用范围最广、产率高。其主要采用化学还原剂如硼氢化钠、氢碘酸、抗坏血酸、水合肼等、热还原、激光还原和电化学还原等方法对氧化石墨烯进行还原获得石墨烯材料。

2、但是常用的化学还原剂还原法通常使用大量的化学试剂,产品后处理困难并增加了环境风险以及废水处理难度,并且获得的石墨烯产品往往需要进一步冷冻干燥以获得石墨烯粉体。因此该方法合成效率实际偏低,并且用于规模化生产对环境不友好。

3、相比前述手段,闪光焦耳热法是一种利用电流通过含碳材料,使其在极短时间内达到高温并快速冷却,从而将碳材料快速转化为石墨烯的技术;该制备方法合成的石墨烯产品质量高,并且制备过程简单、无需溶剂或催化剂、产率高、成本低且无污染。

4、闪光焦耳热法需要高能量的放电,因此势必导致单次反应获得的材料较少,并且相比其他制备方法来说,需要对各类参数进行精确控制,限制了其发展;

5、综上所述,现有技术中缺乏一种基于闪光焦耳热法对石墨烯进行批量生产的相关设备,制约了相关产业化发展。


技术实现思路

1、虽然闪光焦耳热法生产石墨烯相比其他方法对生产设备的复杂度要求更高,但是长期而言通过闪光焦耳热法连续的批量化生产石墨烯能够获得更高的经济收益;要解决现有技术中通过闪光焦耳热法制备石墨烯难以批量生产的问题核心在于:如何优化电极搭接、进给方式的设计。

2、具体而言,专利技术是通过以下技术方案解决前述问题的:

3、一种用于闪光焦耳热法连续化生产石墨烯的反应装置,包括互相正对的固定盘与转动盘,所述转动盘与固定盘相对同一固定基准固定,所述转动盘相对所述固定盘基于其中心旋转;

4、所述转动盘上延伸出轴向设置电极的管体,所述管体均匀环设于所述转动盘上,所述固定盘上具有正对所述转动盘初始位置的功能件,所述转动盘外接驱动设备,所述驱动设备驱动所述转动盘单次旋转角度与相邻两功能件间隔角度相同。

5、进一步的,所述管体与所述旋转盘连接端设有驱动机,所述驱动机驱动所述电极在所述管体内的轴向移动,所述电极外接有电容性质的电源,所述转动盘每次转动具有相同的间隔时间。

6、进一步的,所述管体为石英管,所述功能件包括依次沿所述转动盘转动方向设置的进料件、对置电极头、卸料件、石英管更换件;

7、所述进料件包括可轴向移动的固定于所述固定盘内的进料杆,所述进料杆电机驱动往复于其正对的石英管内外;

8、所述对置电极头受到电机驱动伸缩至其正对的石英管内压紧原材料,所述对置电极头与其正对的电极头外接至同一电容性质电源,所述电源放电时所述对置电极头与其正对的电极头之间产生闪热;

9、所述卸料件包括可轴向移动的固定于所述固定盘内的卸料杆,所述进料杆电机驱动往复于其正对的石英管内外;

10、所述石英管更换件包括夹持部与收缩部,所述收缩部轴向一端可活动的固定于所述固定盘内,另一端延伸出所述夹持部,所述夹持部夹紧后夹固其正对的石英管。

11、进一步的,所述进料件连通有进料口,所述进料口间隔性释放原料,所述间隔时间与所述转动盘单次转动间隔时间匹配;所述卸料件连通有卸料盒。

12、进一步的,所述固定盘与转动盘固定于同一支架上,所述支架包括与所述转动盘连接的转动驱动器,以及将所述转动盘框置其中的转动架,所述转动架延伸出固定所述石英管的固定板;

13、所述驱动器启动所述转动盘与所述转动架整体转动。

14、进一步的,所述固定板与所述石英管之间通过散热弹簧夹固定。

15、进一步的,所述转动驱动器具有选择连通盘,所述选择连通盘内部为导电材料外包裹绝缘材料,其两面分别具有所述导电材料部分裸露至所述外包裹绝缘材料表面的导电点;

16、所述两部分导电点分别连通所述电容性质电源、一个电极头;

17、所述选择连通盘相对所述支架固定,保持与所述对置电极头正对。

18、有益效果:

19、本专利技术的技术方案中,将闪热法制备石墨烯的工艺每一步骤分散至不同的功能化单元中,通过旋转状态下的逐区域工作实现闪热法的连续制备。基于本专利技术所公开的转动盘与固定盘结构实现闪光焦耳热法连续化生产石墨烯的目的。

20、本专利技术的技术方案中,生产时由于进料口与出料口位置无法移动,因此在本专利技术中所述的固定盘上设置有所述的功能件。所述功能件包括进料件、对置电极头、卸料件、石英管更换件,进而通过旋转内置有电极的石英管实现不同步骤的切换,解决了如具体如何实现闪光焦耳热法连续化生产石墨烯的问题。

21、本专利技术的技术方案中,选择连通盘保证所述转动盘中仅有转动至正对所述对置电极头的电极头通电,由于实施情况中所述电极头与对置电极头连通至同一电容电源,因此能实现在固定盘的单个石英管中实现压缩与闪热的目的。

22、当然,实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于闪光焦耳热法连续化生产石墨烯的反应装置,其特征在于:包括互相正对的固定盘与转动盘,所述转动盘与固定盘相对同一固定基准固定,所述转动盘相对所述固定盘基于其中心旋转;

2.根据权利要求1所述的用于闪光焦耳热法连续化生产石墨烯的反应装置,其特征在于:所述管体与所述旋转盘连接端设有驱动机,所述驱动机驱动所述电极在所述管体内的轴向移动,所述电极外接有电容性质的电源,所述转动盘每次转动具有相同的间隔时间。

3.根据权利要求2所述的用于闪光焦耳热法连续化生产石墨烯的反应装置,其特征在于:所述管体为石英管,所述功能件包括依次沿所述转动盘转动方向设置的进料件、对置电极头、卸料件、石英管更换件;

4.根据权利要求3所述的用于闪光焦耳热法连续化生产石墨烯的反应装置,其特征在于:所述进料件连通有进料口,所述进料口间隔性释放原料,所述间隔时间与所述转动盘单次转动间隔时间匹配;所述卸料件连通有卸料盒。

5.根据权利要求3所述的用于闪光焦耳热法连续化生产石墨烯的反应装置,其特征在于:所述固定盘与转动盘固定于同一支架上,所述支架包括与所述转动盘连接的转动驱动器,以及将所述转动盘框置其中的转动架,所述转动架延伸出固定所述石英管的固定板;

6.根据权利要求5所述的用于闪光焦耳热法连续化生产石墨烯的反应装置,其特征在于:所述固定板与所述石英管之间通过散热弹簧夹固定。

7.根据权利要求5所述的用于闪光焦耳热法连续化生产石墨烯的反应装置,其特征在于:所述转动驱动器具有选择连通盘,所述选择连通盘内部为导电材料外包裹绝缘材料,其两面分别具有所述导电材料部分裸露至所述外包裹绝缘材料表面的导电点;

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【技术特征摘要】

1.一种用于闪光焦耳热法连续化生产石墨烯的反应装置,其特征在于:包括互相正对的固定盘与转动盘,所述转动盘与固定盘相对同一固定基准固定,所述转动盘相对所述固定盘基于其中心旋转;

2.根据权利要求1所述的用于闪光焦耳热法连续化生产石墨烯的反应装置,其特征在于:所述管体与所述旋转盘连接端设有驱动机,所述驱动机驱动所述电极在所述管体内的轴向移动,所述电极外接有电容性质的电源,所述转动盘每次转动具有相同的间隔时间。

3.根据权利要求2所述的用于闪光焦耳热法连续化生产石墨烯的反应装置,其特征在于:所述管体为石英管,所述功能件包括依次沿所述转动盘转动方向设置的进料件、对置电极头、卸料件、石英管更换件;

4.根据权利要求3所述的用于闪光焦耳热法连续化生产石墨烯的反应装置,其特征在于:所述进料件连通有...

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

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