一种多层石墨烯的制备装置的制作方法

文档序号:11418517阅读:303来源:国知局

本实用新型涉及一种多层石墨烯的制备装置。



背景技术:

石墨烯是一种新型材料。由于其独有的特性,石墨烯被称为“神奇材料”。石墨烯是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料。正是由于石墨烯具备的特有性能,关于石墨烯的研究和应用逐渐被研究者所重视。对于石墨烯的生产和制备有较多的方法,比较常见的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法等等。机械剥离法是利用物体与石墨烯之间的摩擦和相对运动,得到石墨烯薄层材料的方法。这种方法操作简单,得到的石墨烯通常保持着完整的晶体结构。2014年4月《Nature Materials》发表了一篇关于石墨烯制备的文章,文章指出用机械剪切力剥离石墨烯,得到尺寸大、无缺陷的石墨烯,实现了大规模工业化生产,此制备方法就是属于机械剥离法,然而此制备石墨烯的设备在结构和生产过程方面都较为复杂。



技术实现要素:

为了克服现有技术的不足,本实用新型提供一种生产过程和结构都较为简单的新型多层石墨烯的制备装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:

一种多层石墨烯的制备装置,包括容器,容器内设置有上下放置的上转轮和下转轮,上转轮和下转轮之间设置有间隙。上转轮连接驱动部件,下转轮连接中空的导管轴,该导管轴的中心孔贯穿下转轮,且该导管轴与下转轮的旋转中心重合。上转轮和下转轮的一侧设置有反转机构,该反转机构的输入部分与上转轮配合,该反转机构的输出部分与下转轮配合,反转机构使所述下转轮的旋转方向与上转轮相反。

本实用新型的有益效果是:由于设置有反转机构,可以实现上转轮和下转轮反向转动,同时在上转轮和下转轮相对反向高速转动产生较低的气压作用下,仅需通过中空的导管轴就可以把石墨溶液从容器内吸入到上转轮和下转轮之间,通过上转轮和下转轮的高速反向所产生的剪切应力剥离石墨,从而制备出多层的石墨烯,本实用新型结构以及生产制备的过程都比较简单。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的剖视示意图。

具体实施方式

在此需要说明的是,对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型,但并不构成对本实用新型的限定。

参照图1,本实用新型的一种多层石墨烯的制备装置,包括容器1,容器1内设置有上转轮4和下转轮7,上转轮4和下转轮7通过一安装座安装在容器1内部的右侧,上转轮4和下转轮7之间设置有间隙。上转轮4连接一电机3,电机3驱动上转轮4转动,下转轮7连接中空的导管轴5,该导管轴5的中心孔贯穿下转轮7,且该导管轴5与下转轮7的旋转中心重合,即导管轴5起到吸管的作用亦起到下转轮7的旋转轴的作用。导管轴5置于下转轮7的旋转中心是由于在导管轴5转动的过程中不会把容器1内石墨溶液搅拌起来。上转轮4和下转轮7的一侧设置有反转机构6,反转机构6通过另一安装座安装在容器1内部的左侧,该反转机构6包括芯轴61以及安装在该芯轴61上的正转轮62和反转轮63,反转机构6内设置有齿轮转换组件,该齿轮转换组件使反转轮(63)和正转轮(62)反向转动,其中正转轮62与上转轮4啮合,而反转轮63与下转轮7啮合。

在生产制备石墨烯的过程中,容器1内装有石墨溶液2,导管轴5深入到石墨溶液2中。电机3驱动上转轮4转动,上转轮4带动反转机构6中的正转轮62转动,从而反转轮63带动下转轮7转动。假设上转轮4顺时针转动,正转轮62与上转轮4啮合,则正转轮62逆时针转动。由于反转机构6中的正转轮62和反转轮63是反向转动的,反转轮63顺时针转动,反转轮63与下转轮7啮合,则下转轮7逆时针转动。经过反转机构6的作用实现上转轮4和下转轮7反向转动,在上转轮4和下转轮7高速反向转动情况下,上转轮4和下转轮7之间的间隙产生了较低的气压,从而使容器1内的石墨溶液2在导管轴5内上升,进而进入到上转轮4和下转轮7之间。上转轮4和下转轮7高速反向转动,上转轮4和下转轮7之间也产生了很大剪切应力,在剪切应力的作用下,石墨被剥离成多层的石墨烯,石墨烯在离心力的作用下沿着上转轮4和下转轮7的边缘甩出,从而完成了石墨烯的制备。

上转轮4和下转轮7可采用砂轮,反向高速旋转的两个砂轮之间可产生较大的剪切应力,也可采用齿轮等。另外上转轮4直接连接驱动部件电机3,也可采用其他相对复杂的驱动方式实现上转轮4的转动。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已,并不限制本实用新型,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。

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