石墨烯微波生产设备的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种石墨烯微波生产设备，属于石墨烯制备领域，旨在提供一种石墨烯微波生产设备，其能够提高氧化石墨水的转化率，节约资源并提高产能。其技术方案要点是：包括雾化器、干燥室、微波炉腔、和旋风收集器，所述干燥室上部为圆筒，下部为锥斗，所述旋风收集器上设置有排气管，所述圆筒和锥斗之间设有隔板，所述隔板中部开设有出料孔，所述旋风收集器位于锥斗内，所述旋风收集器上部设有进料管，所述进料管和出料孔的孔壁连接。
【专利说明】
石墨烯微波生产设备
技术领域
[0001]本实用新型涉及石墨烯制备领域，特别涉及一种石墨烯微波生产设备。
【背景技术】
[0002]石墨烯是单原子厚度的碳原子层，是碳原子以sP2杂化碳原子形成的厚度仅为单层原子的六角平面的排列成蜂巢晶格的单层二维晶体。石墨烯是已知材料中最薄的一种，还非常牢固坚硬;作为单质，它在室温下传递电子的速度比已知所有的导体和半导体都快(石墨烯中电子的迀移速度达到了光速的1/300)。同时，作为单层碳原子结构，石墨烯的理论比表面积尚达3000m2/g。如此尚的比表面积使得以基于石墨稀的材料成为极有如途的能量储存活性材料，在储氢、新型锂离子电池、超级电容器或者燃料电池等方面拥有很好的应用前景。
[0003]申请号为201420862395.1中国专利公开了一种利用喷雾干燥及微波生产石墨烯的设备，包括微波炉腔、喷雾干燥装置、旋风收集器、关风卸料器和排气管，所述喷雾干燥装置设置于微波炉腔内，所述喷雾干燥装置包括雾化器和干燥室，所述雾化器设置于干燥室上部，所述旋风收集器经连接管与干燥室连接，所述旋风收集器的底部设有关风卸料器，所述旋风收集器的顶部设有排气管。
[0004]这种石墨烯的生产设备具有成本低、收集方便的特点，但是依然存在以下不足:旋风收集器在将干燥室内的絮状石墨烯收集的同时，也会将芜雾化器刚刚喷出的氧化石墨水一起吸入到旋风收集器中，极大地浪费了资源和影响产能。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种石墨烯微波生产设备，其能够提高氧化石墨水的转化率，节约资源并提高产能。
[0006]本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:
[0007]—种石墨烯微波生产设备，包括雾化器、干燥室、微波炉腔、和旋风收集器，所述干燥室上部为圆筒，下部为锥斗，所述旋风收集器上设置有排气管，所述圆筒和锥斗之间设有隔板，所述隔板中部开设有出料孔，所述旋风收集器位于锥斗内，所述旋风收集器上部设有进料管，所述进料管和出料孔的孔壁连接。
[0008]通过上述方案，将旋风收集器设在干燥室的锥斗中，即使未充分微波反应的雾状石墨被旋风收集器吸入，但由于该旋风收集器任然处于干燥室内和微波炉腔内，使得干燥室的加热设备和微波炉腔上的微波发射器依然可以对旋风收集器中的雾状石墨作用，使其进一步氧化还原反应，提高纯度。
[0009]进一步的，所述圆筒中部水平设有第一挡板，所述第一挡板上开设有第一通道。
[0010]通过上述方案，该第一挡板将干燥室分割成上下两个反应室，并在两个反应室之间开设第一通道;氧化石墨水先被雾化器喷洒至上反应室内进行反应，由于雾化器也一直在进行喷洒，使得上反应室内的絮状石墨烯纯度较低;位于干燥室底部的旋风收集器对下反应室进行抽气时，会使得下反应室的压力降低，从而上反应室的压力大于下反应室的压力，便会使得上反应室内的絮状石墨烯和雾状石墨水的混合物进入到下反应室内进行再次反应，提高了纯度。
[0011]进一步的，所述第一挡板中部竖直设有第二挡板，所述第二挡板下部开设有第二通道。
[0012]通过上述方案，为了进一步提高纯度，在上反应室内设置第二挡板，将上反应室分隔为左右两个反应室，对上反应室进行进一步分级，从而将整个干燥室分割为低纯度反应室、中纯度反应室以及下方的高纯度反应室，从而避免低纯度反应室内的氧化石墨水被旋风收集器直接吸入，形成资源浪费。
[0013]进一步的，所述雾化器位于第二挡板远离第一通道一侧。
[0014]通过上述方案，该雾化器设于第二挡板远离第一通道一侧，使得雾化器喷出的雾状氧化石墨水存留在低纯度反应室内，并且只有少量氧化石墨水通过第二通道进入到中纯度反应室内，从而避免低纯度反应室内的氧化石墨水直接进入高纯度反应室被旋风收集器吸入，使得纯度降低。
[0015]进一步的，所述第二通道为水平的矩形槽，所述第二挡板靠近雾化器一侧位于第二通道下方设置有弧形的导向板。
[0016]通过上述方案，雾化器中喷出的氧化石墨水被加热干燥后气化，悬浮在低纯度反应室内，而絮状的石墨烯则可通过矩形槽进入到中纯度反应室，在第二挡板靠近雾化器一侧位于第二通道下方还设置有弧形的导向板，用于提高絮状石墨烯在矩形槽处的流动性，避免石墨烯停留在第二挡板和第一挡板的接缝处，从而提高效率。
[0017]进一步的，所述微波炉腔内壁设有聚四氟乙烯内衬层。
[0018]通过上述方案，该聚四氟乙烯用作保护微波炉腔的保护层。
[0019]进一步的，在所述旋风收集器的外壁设置有若干微波发射器。
[0020]通过上述方案，在旋风收集器的外壁设置若干微波发射器，进一步的对旋风收集器中的残留氧化石墨水进行微波解离，进一步的提高纯度，充分的利用资源。
[0021]进一步的，所述排气管设在旋风收集器侧壁上，所述锥斗侧壁和微波炉腔上部均开设有用于穿设排气管的管孔。
[0022]通过上述方案，在锥斗侧壁和微波炉腔上部开设用于穿设排气管的管孔，将排气管伸出微波炉腔以便排气。
[0023]综上所述，本实用新型具有以下有益效果:
[0024]1、将旋风收集器设置于干燥室内，使得被旋风收集器吸入的还未充分反应的氧化石墨水依然能够被干燥和微波解离；
[0025]2、在干燥室内设有均开设通道的第一挡板和第二挡板，将干燥室分割为底纯度、中纯度和高纯度三种纯度的反应室，层层递进，从而使氧化石墨水能够被充分解离，提高效率和节约资源。
【附图说明】
[0026]图1为实施例1用于体现旋风收集器结构的示意图；
[0027]图2为实施例2用于体现第一挡板和第二挡板位置和结构的示意图。
[0028]图中，1、雾化器;2、干燥室；21、圆筒；22、锥斗；23、隔板;231、出料孔;24、第一挡板;241、第一通道;25、第二挡板;251、第二通道;252、导向板;3、微波炉腔;4、旋风收集器；41、进料管;42、排气管;43、微波发射器;44、聚四氟乙烯内衬层;5、管孔。
【具体实施方式】
[0029]以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
[0030]实施例1: 一种石墨烯微波生产设备，如图1所示，包括微波炉腔3，该微波炉腔3内设有干燥室2，干燥室2包括上部的圆筒21和下部的锥斗22，圆筒21顶部设有雾化器I，圆筒21和锥斗22之间设有隔板23，隔板23上开有出料孔231，锥斗22内设有旋风收集器4，旋风收集器4上部设置有连接出料孔231的进料管41，旋风收集器4侧壁设有延伸至微波炉腔3外的排气管42，旋风收集器4的外壁设置有若干微波发射器43。
[0031]实施例2:—种石墨烯微波生产设备，基于实施例1，如图2所示，在圆筒21内中部水平这有第一挡板24，图2中第一挡板24的右侧设有第一通道241，第一挡板24上竖直设有第二挡板25，第二挡板25下方设有第二通道251，图2中第二通道251下方左侧设有导向板252，并且该雾化器I设置于第二挡板25左侧。该第一挡板24和第二挡板25将圆筒21分割为左上角的度纯度反应室、右上角的中纯度反应室和下方的高纯度反应室。
[0032]具体实施说明如下:
[0033]参照图2，结合实施例1和实施例2进行说明。雾化器I将氧化石墨水喷洒在低纯度反应室内进行预热和第一次微波解离，微波解离后的絮状石墨烯和氧化石墨水的混合物在旋风收集器4的吸力作用下通过第二通道251向中纯度反应室运动，弧形的导向板252便于低纯度反应室的底部的絮状石墨烯向中纯度反应室移动;在经过中纯度反应室的过渡后，通过第一通道241进入到高纯度反应室内将掺杂在絮状石墨烯中的石墨水进一步解离;最后，高纯度反应室内的絮状石墨烯被吸入旋风收集器4中进行回收，旋风收集器4的外壁设置有若干微波发射器43，对旋风收集器4内的絮状石墨烯中掺杂的石墨水进行最后的微波解离，提高纯度，节约资源。旋风收集器4的排气管42设置在侧壁上并延伸至微波炉腔3外进行排气。
[0034]本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。
【主权项】
1.一种石墨烯微波生产设备，包括雾化器(1)、干燥室(2)、微波炉腔(3)、和旋风收集器(4)，所述干燥室(2)上部为圆筒(21)，下部为锥斗(22)，所述旋风收集器(4)上设置有排气管(42)，其特征是:所述圆筒(21)和锥斗(22)之间设有隔板(23)，所述隔板(23)中部开设有出料孔(231)，所述旋风收集器(4)位于锥斗(22)内，所述旋风收集器(4)上部设有进料管(41)，所述进料管(41)和出料孔(231)的孔壁连接。2.根据权利要求1所述的一种石墨烯微波生产设备，其特征是:所述圆筒(21)中部水平设有第一挡板(24)，所述第一挡板(24)上开设有第一通道(241)。3.根据权利要求2所述的一种石墨烯微波生产设备，其特征是:所述第一挡板(24)中部竖直设有第二挡板(25)，所述第二挡板(25)下部开设有第二通道(251)。4.根据权利要求3所述的一种石墨烯微波生产设备，其特征是:所述雾化器(I)位于第二挡板(25)远离第一通道(241)—侧。5.根据权利要求3所述的一种石墨烯微波生产设备，其特征是:所述第二通道(251)为水平的矩形槽，所述第二挡板(25)靠近雾化器(I) 一侧位于第二通道(251)下方设置有弧形的导向板(252)。6.根据权利要求1所述的一种石墨烯微波生产设备，其特征是:所述微波炉腔(3)内壁设有聚四氟乙烯内衬层(44)。7.根据权利要求1所述的一种石墨烯微波生产设备，其特征是:在所述旋风收集器(4)的外壁设置有若干微波发射器(43)。8.根据权利要求1所述的一种石墨烯微波生产设备，其特征是:所述排气管(42)设在旋风收集器(4)侧壁上，所述锥斗(22)侧壁和微波炉腔(3)上部均开设有用于穿设排气管(42)的管孔(5)。
【文档编号】C01B31/04GK205603222SQ201620420896
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月10日
【发明人】朱荣, 高巍, 何兵
【申请人】南京飞龙特种消防设备制造有限公司