一种电化学插层制备石墨烯的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于石墨烯制备设备领域，涉及一种电化学插层制备石墨烯的装置。
【背景技术】
[0002]石墨烯一经问世便被视为足以改变世界的新材料，单原子纳米结构赋予它许多优异特性，拥有电学、光学、化学等卓越性能。随着对石墨烯研究的不断深入，研究方向已从最初的对石墨烯本征性能研究发展到对石墨烯制备方法研究再到对石墨烯应用领域的不断创新。石墨烯的工业化应用所面临的两大挑战是可宏量制备的工艺和石墨烯高品质的保障。目前最有可能宏量制备石墨烯的氧化还原法反应条件苛刻需高温高压对材料腐蚀和设备要求极高，在制备工艺过程中应用强酸和强氧化剂会造成严重环境污染，石墨烯分散体系大量使用有机溶剂，难以脱除，这些问题严重制约了石墨烯的应用发展。
[0003]电化学插层法制备石墨烯因可规模化，缺陷小成为研究热点。目前没有电化学插层制备石墨烯的专用设备。现有技术中电化学插层法制备石墨烯的常用设备与工艺应用鳄鱼嘴夹住电极，电极间距离不易控制，双电极和三电极反应效率较低，限制工艺发展。
[0004]本领域需要开发一种电化学插层制备石墨烯的装置，来提高电化学插层制备石墨烯的效率。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型涉及一种电化学插层制备石墨烯的装置，所述装置包括:电源；用于盛装电解液的电解槽；置于电解槽中的至少I个反应电极；置于电解槽中的至少I个对电极；第一导线，用于将反应电极与电源的正极连接；第二导线，用于将对电极与电源的负极连接；所述第一导线和/或第二导线具有至少2个引出线，每根所述引出线的端部连接一个电极。
[0006]作为本实用新型的一种实施方式，所述反应电极和对电极在电解槽中的排布为直线间隔排布或者圆周间隔排布；
[0007]在本实用新型所述一种实施方式中，所述电解槽中反应电极的电流密度为0.01 ?IA/cm2。
[0008]本实用新型所述电解槽中对电极和反应电极的排布距离、电极的面积、电解质的浓度，本实用新型不做具体限定，本领域技术人员可以根据本实用新型限定的反应电极的电流密度和实际需求自行确定。
[0009]作为本实用新型的另一种实施方式，所述反应电极和对电极在电解槽中的排布为:反应电极以对电极为圆心，均勾分布在同一圆周上。
[0010]优选地，所述反应电极和/或对电极的形状独立地选自线、柱、片、块、粉体中的任意I种；
[0011]优选地，所述反应电极的材料为石墨类材料，优选石墨棒或石墨纸，进一步优选石墨纸；
[0012]优选地，所述对电极的材料为石墨类材料、铂、铜或钯电极材料中的任意I种或至少2种的组合，优选石墨类材料，进一步优选石墨棒或石墨纸，特别优选石墨纸。
[0013]优选地，所述电解槽的材质为耐腐蚀的绝缘材料，优选玻璃、石英、高分子材料中的任意I种。
[0014]优选地，所述电解槽的形状为圆形或方形；
[0015]优选地，所述电解槽的体积为0.001?1000L。
[0016]优选地，所述电源的电压为0.1?100V。
[0017]优选地，所述电解槽上设有固定卡尺，所述卡尺具有用于标注距离的标尺，和用于固定电极的夹具。
[0018]优选地，所述电解槽外设置恒温槽，用于控制电解槽的温度；所述恒温槽的温度控制范围为O?100°C。
[0019]优选地，所述电解槽设有水位感应补水器，用于控制电解槽的水位。
[0020]优选地，所述夹具为夹片、旋紧式螺母或弹簧夹中的任意I种。
[0021]与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果:
[0022](I)本实用新型通过导线的多个引出线，在单通路电源条件下可以实现多电极反应，提尚了反应效率；
[0023](2)作为优选本实用新型采用夹片方式连接片状电极或更换夹具连接其他形状的电极，实现简便快捷的安装操作；另外，带有刻度的电极固定卡尺可以精确控制电极位置和电极间距离；解决了电化学插层没有专用设备，自连接设备试验效率和精确度低的问题；
[0024](3)通过设置恒温槽，控制电化学插层在适合的恒温条件下完成，不受环境温度和电化学插层过程吸热或放热反应的影响；
[0025](4)通过设置水位感应补水器，使电化学插层反应消耗液体得到及时补充，反应过程处于稳态环境，电化学插层可持续长时间进行。
【附图说明】
[0026]图1为【具体实施方式】I提供的电化学插层制备石墨烯的装置的结构示意图；
[0027]图2为【具体实施方式】I中固定卡尺的结构示意俯视图；
[0028]图3为【具体实施方式】I提供的反应电极和对电极的排布示意图；
[0029]图4为【具体实施方式】3提供的反应电极和对电极的排布示意图；
[0030]图5为【具体实施方式】4提供的反应电极和对电极的排布的示意图；
[0031]其中，I为电源；2为第一导线；3为固定卡尺；4为夹片；5为电解液液面；6为第二导线；7为电极；8为电解槽；9为标尺；10为卡槽；11为反应电极；12为对电极；13为恒温槽；14为进水管；15为水位感应器；16为恒温水箱。
【具体实施方式】
[0032]为便于理解本实用新型，本实用新型列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本实用新型，不应视为对本实用新型的具体限制。
[0033]【具体实施方式】I提供了一种电化学插层制备石墨烯的装置，所述装置包括:电源；
[0034]长方形玻璃电解槽8，尺寸为10cmX 130cmX 200cm，用于盛装电解液；
[0035]固定卡尺3，架设于电解槽8上方，且不与电解液液面5接触；所述固定卡尺3包括:带有刻度的标尺9，和用于固定电极的夹片4 ;在标尺9上沿长度方向设置有卡槽10，夹片4设置于卡槽10上，并可沿标尺9长度方向滑动；夹片4能够通过螺母旋紧固定在卡槽10的任意位置；
[0036]电源I正极引出第