一种新型气相沉积法制备石墨烯的生产装置的制作方法

本发明涉及石墨烯的生产的技术领域，尤其涉及一种新型气相沉积法制备石墨烯的生产装置。

背景技术：

目前，工业界主要使用氧化还原法和化学气相沉积法（cvd）生产石墨烯。生产石墨烯粉体的企业主要是通过氧化还原法，采用表面剥离的技术进行制备石墨烯，氧化还原技术工艺复杂，需要消耗大量的硫酸和水，同时也产生大量的酸性废水和废酸，成本极高，也会产生污染物，对环境造成极大威胁。

化学气相沉积法（cvd）以含碳的物质为碳源，在高温状态下使碳源分解，碳原子通过其在基材表面高温再排列，生长出石墨烯。由于其易于制备得到完整的薄膜状石墨烯，因此在电子领域、太阳能和场发射等领域，具有广阔的应用前景。

由于化学气相沉积法（cvd）制备石墨烯简单易行，所得到的石墨烯质量高，可大面积生长，这种制备方式也不产生较大的环境污染物，不给环境造成大的负担，已逐渐成为制备高质量石墨烯的主要方法，但是现在的化学气相沉积法不能批量生产石墨烯，产量比较低。

技术实现要素：

本发明的目的是解决上述问题，提供一种通过设置一圈传送带、设置在传送架体前方的机械手、和传送架体的后边缘处从左到右依次设置有从左到右依次设置有窑体预热区、窑体加热反应区以及冷却区，形成一个石墨烯的循环生产线，可规模化大量生产高质量石墨烯的新型气相沉积法制备石墨烯的生产装置。

为了解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种新型气相沉积法制备石墨烯的生产装置，包括传送架体、设置在传送架体上的传送装置、设置在传送架体的后边缘处的气相反应窑、以及设置在传送架体前方的机械手，所述的传送装置包括传送架体上设置的一圈传送带，所述的传送带沿着传送架体的边缘围成一圈和沿着传送架体的边缘进行顺时针传动，所述的气相反应窑包括沿着传送架体的后边缘从左到右依次设置有窑体预热区、窑体加热反应区以及冷却区，所述的传送架体的后边缘处的传送带依次穿过窑体预热区、窑体加热反应区以及冷却区，所述的窑体预热区上设置有保护气体入口，所述的窑体加热反应区上设置有反应气体入口，所述的冷却区上设置有冷却气体入口，所述的机械手用于向传送带上装载半成品基材和从传送带上卸载码垛成品。

所述的机械手的左侧为上料区，所述的上料区用于堆放半成品基材，所述的机械手的左侧为成品卸载区，所述的成品卸载区用于堆放成品。

所述的窑体预热区左侧设置有半成品入口，所述的传送架体的后边缘处的传送带通过半成品入口穿入窑体预热区，所述的半成品入口处匹配设置有窑门一，所述窑门一匹配滑动安装在窑体预热区上，所述的窑门一上下滑动。

所述的冷却区右侧设置有成品出口，所述的传送架体的后边缘处的传送带通过成品出口穿出冷却区，所述的成品出口处匹配设置有窑门二，所述窑门二匹配滑动安装在冷却区上，所述的窑门二上下滑动。

还包括废气处理装置，所述的废气处理装置经过管道与窑体预热区、窑体加热反应区和冷却区均连通，所述的窑体预热区、窑体加热反应区和冷却区中的废气经管道进入废气处理装置内被集中环保处理。

所述的冷却区上设置有热废气出口，所述的热废气出口通过管道与窑体预热区相连通。

本发明的增益效果是：

本发明的窑体预热区是对半成品基材进行加热，窑体加热反应区充入反应气体，使半成品基材和反应气体进行高温反应，生成成品，冷却区充入冷却气体，以合理的温度梯度，对成品进行降温，通过传送带把半成品基材从上料区处经过气相反应窑变成成品，成品再输送到卸料区，完成从半成品基材到成品的自动化输送；机械手可以自动完成半成品基材的装载与成品卸载码垛，实现石墨烯生产线的自动化；废气处理装置是对窑体预热区、窑体加热反应区、冷却区这三个区域中的废气进行收集和处理，达到环保的要求后再排入大气，避免直接排入环境中污染环境。本发明结构简单、设计合理，可规模化生产高质量石墨烯，减少了对环境的污染。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明制备石墨烯生产线的工艺原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

参见图1和图2，图中序号：1为窑体预热区、2为废气处理装置、3为窑体加热反应区、4为冷却区、5为冷却气体入口、6为成品、7为传送架体、8为机械手、9为反应气体入口、10为半成品基材、11为保护气体入口、12为传送带、13为窑门一和14为窑门二。

本发明一种新型气相沉积法制备石墨烯的生产装置，包括传送架体7、设置在传送架体7上的传送装置、设置在传送架体7的后边缘处的气相反应窑、以及设置在传送架体7前方的机械手8，所述的传送装置包括传送架体7上设置的一圈传送带12，所述的传送带12沿着传送架体7的边缘围成一圈和沿着传送架体7的边缘进行顺时针传动，所述的气相反应窑包括沿着传送架体7的后边缘从左到右依次设置有窑体预热区1、窑体加热反应区3以及冷却区4，所述的传送架体7的后边缘处的传送带12依次穿过窑体预热区1、窑体加热反应区3以及冷却区4，所述的窑体预热区1上设置有保护气体入口11，所述的窑体加热反应区3上设置有反应气体入口9，所述的冷却区4上设置有冷却气体5入口，所述的机械手8用于向传送带12上装载半成品基材10和从传送带12上卸载码垛成品6。

所述的机械手8的左侧为上料区，所述的上料区用于堆放半成品基材10，所述的机械手8的左侧为成品卸载区，所述的成品卸载区用于堆放成品6。

所述的窑体预热区1左侧设置有半成品入口，所述的传送架体的后边缘处的传送带通过半成品入口穿入窑体预热区1，所述的半成品入口处匹配设置有窑门一13，所述窑门一13匹配滑动安装在窑体预热区1上，所述的窑门一13上下滑动。

所述的冷却区4右侧设置有成品出口，所述的传送架体的后边缘处的传送带通过成品出口穿出冷却区4，所述的成品出口处匹配设置有窑门二14，所述窑门二14匹配滑动安装在冷却区4上，所述的窑门二14上下滑动。

还包括废气处理装置2，所述的废气处理装置2经过管道与窑体预热区1、窑体加热反应区3和冷却区4均连通，所述的窑体预热区1、窑体加热反应区3和冷却区4中的废气经管道进入废气处理装置2内被集中环保处理。

所述的冷却区4设置有热废气出口，所述的热废气出口通过管道与窑体预热区1连通。

工作原理：半成品基材10在上料区准备，通过机械手8把半成品基材10装入传送带12上，由传送带把半成品基材10输送到窑体预热区1的窑门13处，打开窑门13,半成品基材10进入窑体预热区1,窑门13关闭,保护气体入口11打开，对半成品基材10进行预热，预热完成后，半成品基材进入窑体加热反应区3，打开反应气体入口9,充入反应气体，半成品基材10和反应气体进行高温反应，反应结束后，传送带12上的成品6进入冷却区4,冷却气体入口5打开，充入冷却气体，对成品进行降温，完成后，窑门二14打开，成品6随传送装置带12到达成品卸载区，通过机械手8,把成品6进行卸载码垛，窑体预热区1、窑体加热反应区3、冷却区4这三个区域中的废气经管道进入废气处理装置2,进行集中环保处理，然后排入大气，所述的冷却区4设置有热废气出口，所述的热废气出口通过管道与窑体预热区1连通，冷却区的热废气进去窑体预热区1内，能使热废气中的热能重复利用，减少热能的浪费。

本发明的窑体预热区1是对半成品基材10进行加热，窑体加热反应区3充入反应气体，使半成品基材10和反应气体进行高温反应，生成成品，冷却区4充入冷却气体，以合理的温度梯度，对成品6进行降温，通过传送带12把半成品基材10从上料区处经过气相反应窑变成成品6，成品6再输送到卸料区，完成从半成品基材10到成品6的自动化输送；机械手8可以自动完成半成品基材10的装载与成品6卸载码垛，实现石墨烯生产线的自动化；废气处理装置2是对窑体预热区、窑体加热反应区、冷却区这三个区域中的废气进行收集和处理，达到环保的要求后再排入大气，避免直接排入环境中污染环境。本发明结构简单、设计合理，可规模化生产高质量石墨烯，减少了对环境的污染。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。