剥离石墨制备石墨烯专用水浴装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属化学实验设备领域，尤其涉及一种剥离石墨制备石墨烯专用水浴装置。
【背景技术】
[0002]—般说来，构成分散系的分散相有气体、液体和固体，而分散媒也可以是气体、液体和固体。其中，分散液体相时，最多的是乳状液；分散固体相时，比较多见的叫作悬垂液；分散气体相且粒子直径在0.1 μπι以下的胶质时，被称为泡沫胶体。由于物质被细化，变成微粒子，其单位容积的表面积就会变得相当大，在两种物体之间存在着吸附溶解或者化学反应时，它们会起到巨大的促进作用。现有技术的分散方法，包括机械搅拌、研磨、气流粉碎和发射烟弹等等，其分散后的颗粒较大，且颗粒不均匀，分散效率低，设备较大且生产成本尚ο
[0003]石墨烯(Graphene)是单原子厚度的碳原子层，是近年发现的二维碳原子晶体。它被认为是富勒烯、碳纳米管、石墨的基本结构单元具有优异的力学、量子和电学性质，已成为碳质材料和凝聚态物理领域的研究热点之一。目前制备石墨烯的主要方法包括:微机械剥离法、外延生长法和化学法，其中化学法成为目前为止大规模生产石墨烯的主要手段之一。化学法以氧化石墨为原料，分散于溶剂后经适当超声波处理得到稳定的氧化石墨稀水溶胶，最后利用化学还原法去除氧化石墨烯上的含氧基团，得到石墨烯。化学还原法最大的缺点是在氧化过程在石墨烯骨架中引入羧基、羟基、羰基、环氧基等官能团，虽然经过还原能够去除这些官能团，但是不可避免的在石墨烯骨架上带来了缺陷。为了克服化学还原法的弊端，人们开发了超声波直接剥离石墨粉末来制备石墨烯的方法。但是基于现有水浴设备在设计上的缺陷，常出现石墨粉末剥离效果差，目标产物石墨烯的分散液浓度低等问题。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型旨在克服现有技术的不足之处而提供一种结构简单，可自动控制水浴剥离反应温度，石墨粉末剥离效果好，目标产物石墨烯的分散液浓度高的剥离石墨制备石墨烯专用水浴装置。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的。
[0006]剥离石墨制备石墨烯专用水浴装置，它包括架体、水箱及水浴槽；在所述水浴槽的底部固定设有超声波振子；所述水箱的进水口与出水口分别与水浴槽的腔体相通；所述水浴槽的顶部设有盖板；在所述水浴槽与架体之间固定设有缓冲弹簧；在所述水浴槽的端口与架体结合处设有插扣；所述水浴槽经插扣与架体相接。
[0007]作为一种优选方案，本实用新型还设有温度控制组件；所述温度控制组件包括温度传感器、温控模块及加热体；所述温度传感器的信号传输端口接温控模块的信号传输端口 ；所述加热体的信号传输端口接温控模块的信号传输端口 ；所述温控模块设于盖板上；所述温度传感器及加热体分别置于水浴槽内。
[0008]进一步地，本实用新型所述温控模块包括电源电路、CPU控制电路、控制输出电路及定时电路；所述温度传感器的信号传输端口接CPU控制电路的信号传输端口 ；所述CPU控制电路的信号传输端口接控制输出电路的信号输出端口 ；所述定时电路的信号传输端口接控制输出电路的信号输出端口。
[0009]本实用新型结构简单，成本低廉，可自动控制水浴剥离反应温度，石墨粉末剥离效果好，目标产物石墨烯的分散液浓度高且不易聚集。
【附图说明】
[0010]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步说明。本实用新型的保护范围不仅局限于下列内容的表述。
[0011]图1为本实用新型的整体结构示意图。
[0012]图2为本实用新型温度控制部分电路原理框图。
[0013]图中:1、架体；2、水浴槽；3、超声波振子；4、水箱；5、盖板；6、温度传感器；7、加热体；8、温控模块；9、缓冲弹簧；401、进水口 ；402、出水口 ；10、插扣。
【具体实施方式】
[0014]如图1所示，剥离石墨制备石墨烯专用水浴装置包括架体1、水箱4及水浴槽2 ;在所述水浴槽2的底部固定设有超声波振子3 ;所述水箱4的进水口 401与出水口 402分别与水浴槽2的腔体相通；所述水浴槽2的顶部设有盖板5 ;在所述水浴槽2与架体I之间固定设有缓冲弹簧9 ;在所述水浴槽2的端口与架体I结合处设有插扣10 ;所述水浴槽2经插扣10与架体I相接。
[0015]本实用新型还设有温度控制组件；所述温度控制组件包括温度传感器6、温控模块8及加热体7 ;所述温度传感器6的信号传输端口接温控模块8的信号传输端口 ；所述加热体7的信号传输端口接温控模块8的信号传输端口 ；所述温控模块8设于盖板5上；所述温度传感器6及加热体7分别置于水浴槽2内。
[0016]参见图2所示，本实用新型所述温控模块8包括电源电路、CPU控制电路、控制输出电路及定时电路；所述温度传感器6的信号传输端口接CPU控制电路的信号传输端口 ；所述CPU控制电路的信号传输端口接控制输出电路的信号输出端口 ；所述定时电路的信号传输端口接控制输出电路的信号输出端口。
[0017]本实用新型在实际操作时，将石墨粉末和插层剂放入N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂中。将得到的混和溶液置入水浴槽中，从进水口注入水浴槽内适量的水，由加热体对其进行加热，超声波振子发出超声波充分振荡溶液。
[0018]本实用新型温度传感器输入信号进入温控模块中的CPU控制电路。CPU控制电路将处理后的数据输入到显示电路和控制输出电路进行显示和输出控制电源电路为CPU控制电路提供电源；定时电路为控制输出电路提供时间数据。由温度传感器采集水浴槽内的温度信号。温度信号转换成电信号，输入到CPU控制电路中进行数据处理，并由显示电路显示当前水浴槽内的温度。电源电路为整个温控系统提供电源。定时电路实时判断水浴剥离反应时间，当系统到达所设定的时间时，系统停止加热。当系统未达到设定的水浴剥离反应时间，系统将继续判断设定的水浴剥离反应温度。
[0019]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.剥离石墨制备石墨烯专用水浴装置，其特征在于，包括架体(1)、水箱(4)及水浴槽(2);在所述水浴槽(2)的底部固定设有超声波振子(3);所述水箱(4)的进水口(401)与出水口(402)分别与水浴槽(2)的腔体相通；所述水浴槽(2)的顶部设有盖板(5);在所述水浴槽(2)与架体(1)之间固定设有缓冲弹簧(9);在所述水浴槽(2)的端口与架体(1)结合处设有插扣(10);所述水浴槽(2)经插扣(10)与架体(1)相接。2.根据权利要求1所述的剥离石墨制备石墨烯专用水浴装置，其特征在于:还设有温度控制组件；所述温度控制组件包括温度传感器(6)、温控模块(8)及加热体(7);所述温度传感器(6)的信号传输端口接温控模块(8)的信号传输端口 ；所述加热体(7)的信号传输端口接温控模块(8)的信号传输端口 ；所述温控模块(8)设于盖板(5)上；所述温度传感器(6)及加热体(7)分别置于水浴槽(2)内。3.根据权利要求2所述的剥离石墨制备石墨烯专用水浴装置，其特征在于:所述温控模块(8 )包括电源电路、CPU控制电路、控制输出电路及定时电路；所述温度传感器(6 )的信号传输端口接CPU控制电路的信号传输端口 ；所述CPU控制电路的信号传输端口接控制输出电路的信号输出端口 ；所述定时电路的信号传输端口接控制输出电路的信号输出端口。
【专利摘要】本实用新型属化学实验设备领域，尤其涉及一种剥离石墨制备石墨烯专用水浴装置，包括架体（1）、水箱（4）及水浴槽（2）；在所述水浴槽（2）的底部固定设有超声波振子（3）；所述水箱（4）的进水口（401）与出水口（402）分别与水浴槽（2）的腔体相通；所述水浴槽（2）的顶部设有盖板（5）；在所述水浴槽（2）与架体（1）之间固定设有缓冲弹簧（9）；在所述水浴槽（2）的端口与架体（1）结合处设有插扣（10）；所述水浴槽（2）经插扣（10）与架体（1）相接。本实用新型结构简单，成本低廉，可自动控制水浴剥离反应温度，石墨粉末剥离效果好，目标产物石墨烯的分散液浓度高且不易聚集。
【IPC分类】C01B31/04
【公开号】CN205023859
【申请号】CN201520709572
【发明人】张 杰, 许家胜, 张艳萍, 王莉丽, 孙啸虎, 杨喜宝
【申请人】渤海大学
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年9月15日