[实用新型]高效能石墨烯分散机

说明书

一种高效能石墨烯分散机。石墨烯由于片层间存在范德华力作用，石墨烯片层容易发生聚集,通常需要分散在溶剂中。但由于石墨烯既不亲水又不亲油，使其应用受到了限制，而目前，用于石墨烯分散的设备主要是单级处理，分散的石墨烯层数不均匀，生产效率低。高效能石墨烯分散机，其组成包括：分散机（1）、原料罐（2）和储料罐（3），原料罐通过管路与原料泵（4）连接，原料泵通过管路与一组分散机连接，一组分散机通过管路串联连接，且在每个分散机的顶部设置有超声波振动部件（5），其中一组分散机的最末端分散机通过管路与储料罐连接，超声波振动部件与超声波源（6）连接。本实用新型应用于化工领域。

技术领域：

本实用新型涉及一种高效能石墨烯分散机，采用多级处理，分散的石墨烯层数均匀，分散效果好，提高生产效率。

背景技术：

石墨烯是具有严格二维结构呈六角形蜂巢晶格的单层片状结构纳米晶体材料。石墨烯具有质量轻、密度低、比表面积大、电学性能优异、导热性好和机械强度高的特点及霍尔效应和量子隧穿等独特的性能，已被广泛应用于纳米复合材料的制备及电子器件、能量储存、催化、生物传感器等领域。

在实际应用中, 石墨烯由于片层间存在范德华力作用，石墨烯片层容易发生聚集, 通常需要分散在溶剂中。但由于石墨烯既不亲水又不亲油，使其应用受到了限制，而目前，用于石墨烯分散的设备主要是单级处理，而且分散的效果不理想，分散的石墨烯层数不均匀，生产效率低。

因此如何实现石墨烯的单层分散,进而为基于石墨烯的材料组装以及性质研究提供方便，是本申请研究的核心内容。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种高效能石墨烯分散机，能够分级连续渐进式剥离，分散效果由弱到强，得到高质量，高效能的产品。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

高效能石墨烯分散机，其组成包括：分散机、原料罐和储料罐，所述的原料罐通过管路与原料泵连接，所述的原料泵通过管路与一组所述的分散机连接，一组所述的分散机通过管路串联连接，且在每个所述的分散机的顶部设置有超声波振动部件，其中一组所述的分散机的最末端所述的分散机通过管路与所述的储料罐连接，所述的超声波振动部件与超声波源连接。

所述的高效能石墨烯分散机，所述的原料罐内插入有搅拌系统A，所述的储料罐内插入有搅拌系统B。

所述的高效能石墨烯分散机，一组所述的分散机由一组所述的入料罐、电气控制系统、一组所述的超声波振动部件、超声波专用驱动电源和反应釜组成。

所述的高效能石墨烯分散机，一组所述超声波振动部件由第一超声波振动部件、第二超声波振动部件、第三超声波振动部件、第四超声波振动部件、第五超声波振动部件和第六超声波振动部件组成，且每个所述的超声波振动部件由大功率超声波换能器、变幅杆和工具头组成，其中所述的工具头为发射头。

所述的高效能石墨烯分散机，一组所述的超声波振动部件的每级超声波系统单元其频率、功率、空化效应都不同。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型利用超声波发出高频的震荡信号将液体为介质进行传导时，在液体中产生数以万计的微小气泡，这些气泡在超声波纵向传播形成的区域生长，闭合，即产生空化效应，这种气泡生长与闭合可形成瞬间高压，连续不断产生的高压“爆炸”不断地冲击，使石墨烯片迅速剥离，进而达到石墨烯分散的目的。

本实用新型解决石墨烯的团聚问题并实现石墨烯的单层分散，采用多级（六级）连续超声波分散法，进行石墨烯分散。每级的超声波系统单元其频率、功率、空化效应都不同，通过六级连续的分散，最后得到了较均一层数的石墨烯。