[发明专利]一种石墨烯粉体制造设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种石墨烯的制备装置，更具体的说，是涉及一种石墨烯粉体制造设备。

背景技术

石墨烯是2004年英国曼彻斯特大学的安德烈·K·海姆(Andre K.Geim)等发现的一种二维碳原子晶体，为单层或多层的极薄的碳材料。石墨烯由于其独特的结构和光电性质，成为碳材料、纳米技术、凝聚态物理和功能材料等领域的研究热点，吸引了诸多科技工作者。单层石墨烯拥有优良的导电、导热性能和低的热膨胀系数，并且其理论比表面积高达2630m2/g，可用于效应晶体管、电极材料、复合材料、液晶显示材料、传感器等。目前制备石墨烯的方法主要有石墨剥裂法(参考文献：Novoselov K S，Geim A K，et al.Science 2004，306，666)、化学氧化还原法(参考文献：D A Dikin，et al.Nature 2007，448，457；Sasha Stankovich，Dmitriy A Dikin，Richard D Piner，et al.Carbon 2007，45，1558)、超声剥离法(参考文献：Guohua Chen，Wengui Weng，Dajun Wu，et al.Carbon.2004，42，753)等。化学氧化还原法是目前最容易实现产业化的方法，目前主要是水合肼溶液还原，先制备氧化石墨，然后将氧化石墨配成浓度约为1g/L的溶液放到反应斧，还原24小时或更久(见参考文献：Sasha Stankovich，Dmitriy A Dikin，Richard D Piner，et al.Carbon 2007，45，1558)，这种水合肼溶液还原法不仅需要使用大型的反应斧，占用空间大，而且反应时间过长，不能连续制备，生产效率低。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术存在的缺陷，提供一种石墨烯粉体制造设备。

本发明的技术方案是，设计一种石墨烯粉体制造设备，包括具有容纳空间的炉身、具有容纳空间的反应室，所述反应室的侧壁上设置至少一喷嘴环，所述喷嘴环通过进料管与外部连接，所述反应室的上端设置有进气口，所述反应室的下端设置有出料口，所述进气口设置有隔绝阀，所述出料口设置有出料阀。

优选的，所述反应室的中部区域向外突出，两端直径逐渐缩小。有利于原料在所述反应室内的反应时间及空间。

优选的，所述反应室下部为漏斗形。便于收集从所述反应室出来的石墨烯。

优选的，所述炉身为圆筒形。

优选的，所述炉身上还设置有测量装置。方便控制所述反应室内的温度及压力。

优选的，所述测量装置包括温度传感器和压力传感器。所述反应室可按照设定好的温度及压力进行充分的反应，能得到更多的产品。

优选的，所述炉身设置有控制模块，所述控制模块通过所述测量装置发的信号来控制所述隔绝阀。控制所述反应室内的温度及压力，提高了石墨烯的生产效率，降低了成本。

优选的，所述喷嘴环的喷口相对于室壁切向设置，且所述喷口相对于水平面呈斜角设置。增加原料进入所述反应室后有充足的反应时间。

优选的，所述进料管上设置有限流装置。控制原料进入的比例有利于原料能充分反应得到更多的产品。

优选的，所述限流装置包括限流阀、流量显示器和流量传感器。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：其可快速、大量并连续制备石墨烯粉体，且设备小巧，占用空间小，成本低廉，提高了石墨烯的生产效率，降低了生产成本。

附图说明

图1为本发明石墨烯粉体制造设备的主视示意图；

图2为本发明石墨烯粉体制造设备的喷嘴环示意图；

图3为本发明石墨烯粉体制造设备的控制示意图；

其中：1、炉身；2、反应室；3、喷嘴环；4、进料管；5、出料口；6、出料阀；7、控制模块；8、测量装置；9、隔绝阀；10、进气口；11、喷口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

如图1至图3所示，本发明提出了一种石墨烯粉体制造设备，包括具有容纳空间的炉身1、具有容纳空间的反应室2，所述反应室2的侧壁上设置至少一喷嘴环3，所述喷嘴环3通过进料管4与外部连接，所述反应室2的上端设置有进气口10，所述反应室2的下端设置有出料口5，所述进气口10设置有隔绝阀9，所述出料口5设置有出料阀6。所述喷嘴环3不限定为一个，也可以为两个或者多个，同样所述进料管4不同图1所示只有两个，所述进料管4可沿着所述喷嘴环3的四周均匀分布设置。