一种用于辅助石墨烯沉淀的激光催化气相沉淀装置的制作方法

文档序号:14984226发布日期:2018-07-20 20:52阅读:252来源:国知局

本发明涉及石墨烯技术领域,具体为一种用于辅助石墨烯沉淀的激光催化气相沉淀装置。



背景技术:

现代科学和技术需要使用大量功能各异的无机新材料,这些功能材料必须是高纯的,或者是在高纯材料中有意地掺入某种杂质形成的掺杂材料。但是,我们过去所熟悉的许多制备方法如高温熔炼、水溶液中沉淀和结晶等往往难以满足这些要求,也难以保证得到高纯度的产品。因此,无机新材料的合成就成为现代材料科学中的主要课题。

在常规方法中进行制备的话,很难取得理想中所需的效果,现有的装置主要的缺陷包括以下几点:

(1)为了保证实际生产的质量和纯度,因此在生产的过程中,往往都是一个密闭的环境,但是这种密闭环境影响了原材料的循环,使得实际生产的均匀性很差,往往在自形中,容易出现粒径不均的现象,而在它形中就会出现厚度不均匀的现象;

(2)在密闭的环境中进行生产,生产过程中由于原材料或者其他原因导致的杂质难以实现有效的清除,只能随着材料再次进入产品中,降低产品的质量;

(3)现有的装置对于反应的理化条件要求比较严格,不能够满足与现有的普通的条件,因此在实际的生产中,对于理化条件的有效的控制就是一个很困难的技术问题,而且在整个反应过程中,人为不能够干预生产过程,不能实现定向的生产。



技术实现要素:

为了克服现有技术方案的不足,本发明提供一种用于辅助石墨烯沉淀的激光催化气相沉淀装置,能有效的解决背景技术提出的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种用于辅助石墨烯沉淀的激光催化气相沉淀装置,包括基座和催化腔,所述催化腔通过两个支架固定安装在基座上表面,在催化腔顶部安装有气相进入管,所述催化腔两端固定安装有循环管,位于一端的循环管末端连接有鼓风机,所述循环管与鼓风机的进风口直接连接,所述鼓风机通过电机固定块安装在基座上,所述鼓风机出风口处安装有功能管,所述功能管通过导管与位于另一端的循环管连接,所述催化腔内部设有两块导风板和激光发光板,所述导风板分别设在催化腔两端,所述激光发光板呈圆环状固定安装在催化腔内壁上,且在两块导风板之间固定安装有沉淀载板。

作为本发明一种优选的技术方案,所述催化腔内壁上固定安装有毛细循环管,所述毛细循环管呈回形管状分布在催化腔内壁上,且在毛细循环管外侧设有镜面遮蔽膜,所述激光发光板设在毛细循环管和镜面遮蔽膜之间,所述毛细循环管外接有液氮循环罐。

作为本发明一种优选的技术方案,所述导风板外侧均固定安装有顶桩,所述顶桩另一端设在循环管端部,且在顶桩外边缘均匀设有若干个通风孔。

作为本发明一种优选的技术方案,所述沉淀载板上表面均固定安装有缓流板,所述缓流板呈波浪形的流线状。

作为本发明一种优选的技术方案,所述功能管包括进风端管和缓存管,所述进风端管固定安装在缓存管上,所述缓存管内部固定安装有若干个相互平行的等间距排列的梯度筛网,且在每个梯度筛网下方通过尖嘴管连接有残料间,所述残料间底部设有排污阀门。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

(1)本发明通过设置的循环管和导管组成一个循环的系统,能够将气相的物料进行多次的循环,而且在每次循环的过程中能够过滤去除其中的杂质,可以显著的提高实际的加工质量,而且在循环的过程中多次采用滞留装置进行流体流速的分流,以降低循环过程中的流体流速,能够提高实际的气相物质在催化条件下在沉淀载板上停留的时间,能够提高单次循环的沉淀量,提高实际的反应效率;

(2)进一步的通过低温辅助作用以及激光的催化作用,可以有效的提高实际的反应效率,使得沉积过程中较低温度下进行,而且通过循环作用可以使得在任意复杂载板上进行均匀的沉淀;

(3)可以通过控制流体循环的速率来控制沉淀的密度和厚度,而且在整个循环的过程中可以通过对气相成分的控制,获得梯度沉积物或者得到混合镀层,能够获得更好的、更满足需求的产品。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图;

图2为本发明催化腔结构示意图;

图3为本发明功能管结构示意图。

图中:1-基座;2-催化腔;3-支架;4-气相进入管;5-循环管;6-鼓风机;7-电机固定块;8-导管;9-导风板;10-激光发光板;11-沉淀载板;12-毛细循环管;13-镜面遮蔽膜;14-顶桩;15-通风孔;16-进风端管;17-缓存管;18-梯度筛网;19-尖嘴管;20-残料间;21-排污阀门;22-缓流板;23-功能管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

以下各实施例的说明是参考附图,用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向和位置用语,例如「上」、「中」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等,仅是参考附加图式的方向和位置。因此,使用的方向和位置用语是用以说明及理解本发明,而非用以限制本发明。

实施例:

如图1至图3所示,本发明提供了一种用于辅助石墨烯沉淀的激光催化气相沉淀装置,包括基座1和催化腔2,所述催化腔2通过两个支架3固定安装在基座1上表面,具有统一的附着基面,在催化腔2顶部安装有气相进入管4,便于反应所需的气相物质进入,而不用为了加料而破坏整体性结构,而且在反应的过程中,可以随时进行补充气相材料,来实现连续的反应,所述催化腔2两端固定安装有循环管5,位于一端的循环管5末端连接有鼓风机6,所述循环管5与鼓风机6的进风口直接连接,所述鼓风机6通过电机固定块7安装在基座1上,通过鼓风机6产生的风力提供循环的动力,与此同时,通过循环管5和导管8的输导作用实现循环,所述鼓风机6出风口处安装有功能管23,功能管23的作用在于清楚循环过程的杂质以及起到恒定流速的作用,其具体的工作过程以及原理将在下文中作详细的描述,所述功能管23通过导管8与位于另一端的循环管5连接。

所述催化腔2内部设有两块导风板9和激光发光板10,所述导风板9分别设在催化腔2两端,所述导风板9外侧均固定安装有顶桩14,所述顶桩14另一端设在循环管5端部,且在顶桩14外边缘均匀设有若干个通风孔15,通过导风板9上加设的顶桩14作用来实现分流作用,防止流体由于优势通道的作用直接进入导风板9内侧的催化区域,这样的优点在于,首先能够分散流体,使得各个区域的反应物质比较均匀,提高内部的生产效率和质量,另外一方面,能够降低流体的速度,提高流体在反应区域内部滞留的时间,而且由于流速降低,能够使得更多的气相物质在催化作用下实现沉淀,提高反应的效率,进一步的,通过降低流速能够防止沉淀而尚未固结的物质又被高速流体吹走,所述激光发光板10呈圆环状固定安装在催化腔2内壁上,能够实现360°无死角的照射和催化,且在两块导风板9之间固定安装有沉淀载板11,用于承载反应物料,并且通过多层的沉淀载板11的承接作用实现多层次的立体式反应区域,能够同时实现多级反应,所述沉淀载板11上表面均固定安装有缓流板22,所述缓流板22呈波浪形的流线状,降低流速,提高反应效率,具体原理如下所述。

优选的是,所述催化腔2内壁上固定安装有毛细循环管12,所述毛细循环管12呈回形管状分布在催化腔2内壁上,且在毛细循环管12外侧设有镜面遮蔽膜13,所述激光发光板10设在毛细循环管12和镜面遮蔽膜13之间,所述毛细循环管12外接有液氮循环罐,通过外接液氮循环罐,通过液氮的蒸发来降低反应区域的温度,能够显著的提高实际的反应,使得沉淀作用在较低的温度下进行,提高生产质量和效率。

在这里需要进一步说明的是,上述的液氮循环罐采用普通的液氮储存罐,只需通过气泵或者通过重力直接使得液氮不断进入催化腔2内部即可,没有特殊的要求。

进一步优选的是,所述功能管23包括进风端管16和缓存管17,所述进风端管16固定安装在缓存管17上,所述缓存管17内部固定安装有若干个相互平行的等间距排列的梯度筛网18,通过梯度筛网18的筛选作用实现过滤,将杂质残余部分截留下来,且在每个梯度筛网18下方通过尖嘴管19连接有残料间20,通过尖嘴管19的输导作用将杂质输导到残料间20内部,所述残料间20底部设有排污阀门21通过排污阀门21排除杂质。在上述中,所述梯度筛网18的作用还可以通过网状结构降低实际的流体流速

另外的,在本发明中,还需要进一步说明的是:所述梯度筛网18指的是若干相互平行的筛网,这些筛网具有的特征在于,筛网的孔径由靠近进风端管16一端向另外一端逐渐增大,其孔径增大呈线性增大。

综上所述,本发明的主要特点在于:

(1)本发明通过设置的循环管和导管组成一个循环的系统,能够将气相的物料进行多次的循环,而且在每次循环的过程中能够过滤去除其中的杂质,可以显著的提高实际的加工质量,而且在循环的过程中多次采用滞留装置进行流体流速的分流,以降低循环过程中的流体流速,能够提高实际的气相物质在催化条件下在沉淀载板上停留的时间,能够提高单次循环的沉淀量,提高实际的反应效率;

(2)进一步的通过低温辅助作用以及激光的催化作用,可以有效的提高实际的反应效率,使得沉积过程中较低温度下进行,而且通过循环作用可以使得在任意复杂载板上进行均匀的沉淀;

(3)可以通过控制流体循环的速率来控制沉淀的密度和厚度,而且在整个循环的过程中可以通过对气相成分的控制,获得梯度沉积物或者得到混合镀层,能够获得更好的、更满足需求的产品。

对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

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