[实用新型]新型连续激光制备石墨烯装置

说明书

本实用新型提供一种新型连续激光制备石墨烯装置，包括微机控制系统控制的激光照射区、物料传送及接收区、温度及气体控制区、监控及信息传送区四个部分，激光照射区包括激光器、雾化喷头、温控台，微机控制系统通过数据线与激光器连接对物料照射，雾化喷头与微机控制系统连接控制物料喷洒溶剂装入雾化喷头中，微机控制系统根据输入喷涂的速率、时间和喷洒的面积的数据自动进行喷涂。本实用新型的有益效果是：在温控台经激光连续照射的物料收集到容器中，并且此过程可以在充入某种特定气体和在某一特定的温度下完成。该装置结构简单，操作方便，可连续不断的进行生产，提高了生产效率，产品质量高，为石墨烯的生产和研究提供方便。

技术领域

本实用新型涉及激光制备石墨烯技术领域，特别是涉及一种新型连续激光制备石墨烯装置，可以满足不同温度、不同气体环境下连续制备出纳米级的石墨烯产品。

背景技术

石墨烯具有非常优异的性能和重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。并且随着石墨烯被人们发现，使得人们对二维材料的研究迎来了新的高潮，越来越多的人加入对石墨烯性能的研究。目前石墨烯的制备方法有很多，例如机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法，薄膜生产方法为化学气相沉积法。但是，这些方法均存在各种各样的缺陷。例如，氧化还原法是一种常见的制备石墨烯的方法，并且这种方法是可以大量制备粉末状的石墨烯，但是该方法制备的石墨烯存在的缺陷较大，得到的石墨烯的质量不高；机械剥离法可以剥离出质量很高的石墨烯产品，但是这种方法得到的石墨烯产品数量太少，不适合大规模的生产和使用。因此为了更好地解决这些缺点和不足，非常需要一种新型的制备石墨烯的方法，既可以高效率的生产石墨烯，又可以得到高质量的石墨烯，这对于石墨烯的生产和研究具有非常重要的意义。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种新型可连续激光制备石墨烯的装置，针对目前生产技术中的缺陷，从而解决石墨烯生产过程中产量大但质量不高，或质量高产量低等问题。并且该方法操作方便，工艺简单，成本较低，但是产量和质量较高。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：一种新型连续激光制备石墨烯装置，包括：微机控制系统控制的激光照射区、物料传送及接收区、温度及气体控制区、监控及信息传送区四个部分，所述激光照射区包括 450nm波长半导体激光器、雾化喷头、温控台，所述微机控制系统通过数据线与激光器连接且微机控制系统将激光器调整到功率为4—5W的功率之间对物料照射，所述雾化喷头与微机控制系统连接控制物料喷洒溶剂装入雾化喷头中，微机控制系统根据输入喷涂的速率、时间和喷洒的面积的数据自动进行喷涂；所述的物料传送及接收区包括储料器固定传送轮，固定接收轮，温控台，广口吸收器，物料收集器，真空抽滤泵，过滤筛，储料器与微机控制系统连接，在微机控制系统中输入物料的输送速率，然后再通过固定传送轮将物料传送至温控台上，在激光器照射下得到石墨烯产品后。当石墨烯形成后打开真空抽滤泵，形成的石墨烯在真空泵的作用下经过广口吸收器收集到物料收集器，在过滤筛的过滤下将石墨烯收集起来；所述的温度及气体控制区包括压缩气罐、均匀送气盘、封闭式透明箱体、温控台，在压缩气罐中加入气体通过导气管与均匀送气盘连接起来，均匀的在封闭式透明箱体送入气体。通过微机控制系统调整温控台的温度；所述的监控及信息传送区包括监控器，由微机控制系统与监控器连接实施全方位监控，并及时将反应区中的温度，气体环境和石墨烯的生产数据通过数据线传送到微机控制系统。

所述激光器的功率为4.5W，激光波长450nm，局域温度100～900℃，线宽尺寸～60μm，打印精度＜10μm，激光器安装支架距离底面的距离大于激光器的焦距，激光头距离底面的距离根据激光器焦距进行调节；电源连接方式：直流电，电源电压12V，横向移动范围根据支架和打印的范围进行调节，纵向移动距离调节后，根据激光器的焦距进行调节，打印类型：平面打印、合成、杂化，横纵向移动均通过微机控制系统控制。