一种电氧化法制备多层氧化石墨烯的装置的制作方法

本实用新型涉及制备石墨烯技术，特别是一种电氧化法制备多层氧化石墨烯的装置。

背景技术：

石墨烯具有高比表面积、高导电性、高机械强度、易于修饰的优点，而今作为信息时代，石墨烯作为电路常用的新型材料，需求量也日益剧增。

以往用于制备石墨烯的装置，可采用机械剥离的手段制备，此方法有操作简单、纯度高的有点，但是费时、产率低下的缺点也非常明显，不适于大批量生产。而采用化学反应制备石墨烯，理论上可以加快生产效率，但是没有专门的机器，利用简单的结构制备出来的石墨烯纯度不高，并且没有对粗制备的石墨烯进一步处理，使得制成的石墨烯比较质量较差。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种电氧化法高效、高纯度地制备多层氧化石墨烯的装置。

本实用新型采用的技术方案是：

一种电氧化法制备多层氧化石墨烯的装置，包括一支撑架、用于放置电解液的钛盒、设置在支撑架上若干个用于夹持石墨纸且将石墨纸浸入电解液中的夹子、电位仪、用于对电解液加热以及对石墨烯超声波处理的恒温超声仪，该电位仪的正极分别与若干个夹子电性并联，该电位仪的负极与钛盒电性连接。

所述恒温超声仪包括用于放置钛盒的水浴槽，以及设置在水浴槽中的加热部件、温度传感器、超声波发生器，该主控模块分别与加热部件、温度传感器、超声波发生器电性连接。

所述水浴槽上设置有用于支撑钛盒的脚架。

所述支撑架包括立架、设置在立架上的横架以及设置在横架上的吊架，所述夹子设置在吊架上且夹子垂直朝下。

本实用新型的有益效果：

本实用新型制备石墨烯的装置，支撑架上设置若干个夹子，每个夹子夹持一块石墨纸，一次性可处理多张石墨纸，可提高生产石墨烯的产能，采用钛盒放置电解液，夹子夹持石墨纸浸入电解液中，恒温超声仪对电解液进行加热，电位仪的正极连接连通石墨纸的夹子，电位仪的负极连接钛盒，施加合适的电压，电氧化反应就会进行，石墨纸出现氧化，其中，钛的性质比较稳定，不被电解质腐蚀，并且使用盒式结构，增大了负极的较大的表面积，从而提高电氧化时的均一性，使得反应更加均匀。

恒温超声仪采用水浴的方式对钛盒加热，水浴的方式容易控制温度，有利于电氧化过程稳定进行。

在电氧化过程后，可利用超声波发生器对粗制备的石墨烯进行剥离处理，产生高纯度、高质量的石墨烯。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步的说明。

图1是本实用新型制备氧化石墨烯装置的示意图。

图2是本实用新型制备氧化石墨烯装置的控制原理图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实用新型制备氧化石墨烯的装置，采用电氧化的方式，本装置包括一支撑架1、用于放置电解液21的钛盒2、设置在支撑架1上若干个用于夹持石墨纸3且将石墨纸3浸入电解液21中的夹子4、电位仪5、用于对电解液21加热以及对粗制备的石墨烯超声波处理的恒温超声仪6，该电位仪5的正极分别与若干个夹子4电性并联，该电位仪5的负极与钛盒2电性连接，此处的电解液可采用硫酸或者硝酸，并且加入高锰酸钾作为催化，同时，水浴槽61上设置有用于支撑钛盒2的脚架611。

其中，支撑架1包括立架11、设置在立架11上的横架12以及设置在横架12上的吊架13，恒温超声仪6及钛盒2放置在吊架13的下方，夹子4设置在吊架13上，本设计的优选实施例中夹子4垂直朝下，夹子4夹持的石墨纸3也相应垂直朝下，使得电氧化过程更加均匀。

本设计支撑架1上设置若干个夹子4，每个夹子4夹持一块石墨纸3，可一次性处理多张石墨纸3，可提高生产石墨烯的产能。本设计采用钛盒2放置电解液，夹子4夹持石墨纸3浸入电解液21中，恒温超声仪6对电解液21进行加热，电位仪5的正极连接连通石墨纸3的夹子，电位仪5的负极连接钛盒2，施加合适的电压，电氧化反应就会进行，石墨纸3表面被氧化并膨胀，逐渐破裂剥离成氧化石墨烯，其中，钛的性质比较稳定，不被电解质腐蚀，并且使用盒式结构，增大了负极的较大的表面积，从而提高电氧化时的均一性，使得反应更加均匀。

本设计的恒温超声仪6包括用于放置钛盒2的水浴槽61、主控模块62，以及设置在水浴槽61中的加热部件63、温度传感器64、超声波发生器65，该主控模块62分别与加热部件63、温度传感器64、超声波发生器65电性连接，本恒温超声仪6采用水浴的方式对钛盒2加热，水浴槽61中会盛放水612，此处的主控模块62内包括主控芯片（如CPU、MCU）、A/D转换电路以及驱动加热部件63、超声波发生器65运作的驱动电路，还包括对恒温超声仪6控制的按键模块，用户可通过按键模块对加热温度、超声波进行设定，加热部件63可以是PTC加热片，也可以直接与超声波发生器65结合，采用超声波与热电偶加热的方式，温度传感器64对水浴槽61内的水612进行检测，及时将温度数据反馈到主控模块62,主控模块62控制加热部件63启止，实现精准的温度控制。

恒温超声仪6采用水浴的方式加热，水浴的方式容易控制温度，有利于电氧化过程稳定进行，在电氧化过程后，利用超声波发生器65对粗制备的石墨烯进行振动剥离处理，产生高纯度、高质量的石墨烯。

以上所述仅为本实用新型的优先实施方式，本实用新型并不限定于上述实施方式，只要以基本相同手段实现本实用新型目的的技术方案都属于本实用新型的保护范围之内。