本发明属于石墨烯的制备
技术领域：
，更具体地说，涉及一种氨基化石墨烯的连续化生产装置及方法。
背景技术：
石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道形成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，厚度为一个碳原子层的厚度(0.35nm)，具有优异的力学性能、电性能和热性能。目前石墨烯广泛用于材料的复合改性，利用石墨烯的优异性能对基体材料进行改性，可使基体材料的性能得到显著提高，因此石墨烯纳米复合材料成为当今材料界研究热门。为保证石墨烯和基体材料的界面结合，需要通过小分子对石墨烯表面进行修饰，以达到在石墨烯表面引入基团的目的，例如氨基化石墨烯就是通过化学改性在石墨烯的表面引入了氨基基团。在现有技术中，氨基化石墨烯的制备目前还停留在实验室阶段，尚未实现工业化大规模生产，其亟待解决的难题在于如何在工业上连续、稳定地生产高质量的氨基化石墨烯。技术实现要素：针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的之一在于提供一种氨基化石墨烯的连续化生产装置，其布局合理、简洁、生产效率和自动化程度高，不仅能够实现功能化石墨烯的工业化生产，而且得到的氨基化石墨烯具有片径小、单层率高、分散效果好的优点；本发明的目的之二在于提供采用该氨基化石墨烯连续化生产装置的生产方法。为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：一种氨基化石墨烯的连续化生产装置，包括依次连接的酸处理装置、氧化装置、第一洗涤抽滤装置、第二洗涤抽滤装置、分散处理装置、第一均一化处理装置、第一微反应装置、第一管式反应装置、第二管式反应装置、第一抽滤再分散装置、第二微反应装置、第三管式反应装置、第四管式反应装置、第二抽滤再分散装置、第三抽滤再分散装置、第一反应产物储料罐、第二均一化处理装置、第三均一化处理装置和第二反应产物储料罐，物料输送管道内设有静态混合器；其中，所述分散处理装置内设有高剪切乳化机和超声分散器，所述分散处理装置外设有外循环剪切泵；所述第一均一化处理装置、第二均一化处理装置和第三均一化处理装置用于体系的分散处理；所述第一微反应装置和第二微反应装置内设有高剪切乳化机，所述第一微反应装置和第二微反应装置用于在物料反应的同时进行分散处理；所述第一管式反应装置、第二管式反应装置、第三管式反应装置和第四管式反应装置内部设有多层静态混合器；所述第一抽滤再分散装置、第二抽滤再分散装置和第三抽滤再分散装置内设有抽滤装置，用于物料的抽滤以及抽滤后添加溶剂进行再分散。一种采用上述装置的氨基化石墨烯的连续化生产方法，包括以下步骤：步骤1，将石墨通过酸处理装置进行酸处理后，进入氧化装置进行氧化反应，然后通过第一洗涤抽滤装置进行洗涤、抽滤，加入n,n-二甲基甲酰胺后通入第二洗涤抽滤装置再次进行洗涤、抽滤，得到氧化石墨浆料；步骤2，将步骤1得到的氧化石墨浆料输送至分散处理装置进行分散处理，然后通过第一均一化处理装置进行物料的进一步分散；步骤3，将酰氯化试剂缓慢加入至步骤2得到的物料中，然后输送至第一微反应装置中进行高速混合，开始进行酰氯化反应；步骤4，将步骤3得到的产物依次通入第一管式反应装置和第二管式反应装置，继续进行酰氯化反应；步骤5，将步骤4得到的产物通入第一抽滤再分散装置，抽滤后补充n,n-二甲基甲酰胺，并进行滤饼的重新分散；步骤6，将氨基化试剂缓慢加入至步骤5得到的产物中，然后输送至第二微反应装置中进行高速混合，开始进行氨基化反应；步骤7，将步骤6得到的产物依次通入第三管式反应装置和第四管式反应装置继续进行氨基化反应；步骤8，将步骤7得到的产物通入第二抽滤再分散装置，抽滤后补充n,n-二甲基甲酰胺，进行滤饼的重新分散；然后通入第三抽滤再分散装置，抽滤后补充n,n-二甲基甲酰胺，进行滤饼的重新分散；步骤9，将步骤8得到的产物经过第一反应产物储料罐后依次通过第二均一化处理装置和第三均一化处理装置进行均一化处理，最终产物通入第二反应产物储料罐，得到氨基化石墨烯。所述步骤1中，将石墨加入到酸液中，在0～20℃下进行浸泡，0.5～4h后输送至氧化装置，并添加主氧化剂和助氧化剂，控制温度10～110℃，反应2～12h后输送至第一洗涤抽滤装置，通过去离子水进行洗涤、抽滤三次，然后加入n,n-二甲基甲酰胺进行分散，将物料输送进入第二洗涤抽滤装置，通过n,n-二甲基甲酰胺洗涤、抽滤三次后，将氧化石墨分散在n,n-二甲基甲酰胺中，得到氧化石墨浆料。所述石墨与酸液的质量比为1：(1～3)，所述石墨、主氧化剂、助氧化剂的质量比为1：(0.1～10)：(0.01～1)，所述酸液为稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、稀磷酸、草酸或甲酸，所述主氧化剂为重铬酸钾、高氯酸钾、次氯酸钾、高锰酸钾或二氧化钼，所述助氧化剂为氢过氧化物、二烷基过氧化物、二酰基过氧化物、过氧酯、过氧化碳酸酯或酮过氧化物。所述步骤2中，采用高剪切乳化机和超声分散器同时运行的方式对分散处理装置中的氧化石墨浆料进行处理，同时通过外循环剪切泵对氧化石墨浆料进行动态混合，所述高剪切乳化机的转速为3000～3500r/min，超声的功率为1～15kw，装置运行时间30～200min。所述步骤3中，酰氯化试剂与氧化石墨烯的质量比为1:10～10:1，所述酰氯化试剂为三氯氧磷、三氯化磷、五氯化磷、二氯亚砜或磺酰氯。所述步骤6中，氨基化试剂与石墨烯质量比为1:10～1:1，所述氨基化试剂为乙二胺、丁二胺、戊二胺、己二胺、庚二胺、辛二胺、壬二胺、癸二胺、邻苯二胺、间苯二胺、对苯二胺、十二胺或十八胺。所述第一均一化处理装置的均质压力为50～80mpa，所述第二均一化处理装置的均质压力为80～110mpa，所述第三均一化处理装置的均质压力为110～150mpa。所述第一微反应装置和第一管式反应装置中的反应温度控制在-10～10℃，所述第二管式反应装置中的反应温度控制在40～150℃。所述第二微反应装置和第三管式反应装置中的反应温度控制在-5～30℃，所述第四管式反应装置中的反应温度控制在50～150℃。相比于现有技术，本发明的有益效果为：本发明的氨基化石墨烯的连续化生产设备，原料经过预处理、均一化处理后片径变小、粒径分布变窄，单层率提高；通过设有高频剪切乳化装置的微反应装置、设有多层静态混合器的管式反应装置使反应物料充分接触、反应效率提高；抽滤再分散装置集抽滤、分散于一体，提高了设备效率；物料反应完成之后再经过均一化处理，使石墨烯的片径大小、片径分布、单层率等指标进一步提高，多种分散手段的多次使用使改性石墨烯的片径及片层厚度更小，增加了反应产物的质子数。本发明的氨基化石墨烯的连续化制备方法，实现了氨基化石墨烯的工业化、规模化制备，解决了工业化制备氨基化石墨烯时的片层厚、片径大、分散不均匀等问题，生产的改性氨基化石墨烯的片径小、片径分布窄、单层率高，生产过程中无污染，为氨基化石墨烯的规模化应用提供了原料基础。附图说明图1为本发明的氨基化石墨烯的连续化生产设备示意图；图中：1、酸处理装置；2、氧化装置；3、第一洗涤抽滤装置；4、第二洗涤抽滤装置；5、分散处理装置；6、第一均一化处理装置；7、第一微反应装置；8、第一管式反应装置；9、第二管式反应装置；10、第一抽滤再分散装置；11、第二微反应装置；12、第三管式反应装置；13、第四管式反应装置；14、第二抽滤再分散装置；15、第三抽滤再分散装置；16、第一反应产物储料罐；17、第二均一化处理装置；18、第三均一化处理装置；19、第二反应产物储料罐；607、第一原料高位添加装置；1011、第二原料高位添加装置。具体实施方式下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。实施例1本实施例的一种氨基化石墨烯的连续化生产装置，如图1所示，包括依次连接的酸处理装置1、氧化装置2、第一洗涤抽滤装置3、第二洗涤抽滤装置4、分散处理装置5、第一均一化处理装置6、第一微反应装置7、第一管式反应装置8、第二管式反应装置9、第一抽滤再分散装置10、第二微反应装置11、第三管式反应装置12、第四管式反应装置13、第二抽滤再分散装置14、第三抽滤再分散装置15、第一反应产物储料罐16、第二均一化处理装置17、第三均一化处理装置18和第二反应产物储料罐19，第一均一化处理装置6和第一微反应装置7之间设有第一原料高位添加装置607，第一抽滤再分散装置10和第二微反应装置11之间设有第二原料高位添加装置1011，各物料输送管道内均设有静态混合器，使物料和添加的原料进行充分的混合，提高反应效率。整套连续化生产设备在自动控制系统的控制下进行运行，可以实现改性功能化石墨烯的规模化生产，解决石墨烯的工业化应用需求。其中：酸化处理装置1用于酸对石墨的处理，氧化装置2用于石墨的氧化反应，酸处理装置1和氧化装置2都是常压的带搅拌的反应釜。第一洗涤抽滤装置3和第二洗涤抽滤装置4用于对石墨氧化反应后的洗涤除酸、抽滤去溶剂，是带搅拌的反应釜，釜的底部焊接金属烧结毡，实现抽滤的功能。分散处理装置5内部设有高剪切乳化机和超声分散器，外部设有外循环剪切泵，用于片径、层数的处理以及体系的分散处理。第一均一化处理装置6、第二均一化处理装置17和第三均一化处理装置18为均质机，第二均一化处理装置17和第三均一化处理装置18通过串联方式相连，实现分级均一化处理，提高了设备的利用率和使用效率。第一原料高位添加装置607为处于高位的原料储罐，利用高度差让原料顺利进入反应体系，第一原料高位添加装置607的出料口与第一微反应装置7的进料口相连，第一原料高位添加装置607采用在线添加的方式，通过流量计进行流量控制。第一微反应装置7和第二微反应装置11内设有高剪切乳化机，用于物料反应同时进行分散处理。第一管式反应装置8、第二管式反应装置9、第三管式反应装置12和第四管式反应装置13为内部设有多层均流板的反应塔，均流板起到均流作用，使物料充分混合的同时不会形成上下翻滚，确保先进反应管的物料也先出反应管，从而保证物料的反应时间。第一抽滤再分散装置10、第二抽滤再分散装置14和第三抽滤再分散装置15内设有抽滤装置，用于物料的抽滤以及抽滤后添加溶剂进行再分散。为了实现对反应温度的控制，第一管式反应装置8、第三管式反应装置12分别与连续循环制冷装置相连；第二管式反应装置9、第四管式反应装置13分别与连续循环制热装置相连。同时，第一原料高位添加装置和第二原料高位添加装置也与连续循环制冷装置相连实现温度的控制。第一反应产物储料罐16和第二反应产物储料罐19的外部设有循环泵，起到储存物料，中间过度的作用。采用上述装置进行氨基化石墨烯的连续化生产，首先进行石墨的氧化，然后将氧化石墨依次进行酰氯化和氨基化，得到氨基化石墨烯，具体包括以下步骤：步骤1，将10kg石墨粉加入到30kg稀硫酸(质量分数50％)中，在0℃下进行浸泡，4h后通过泵以100kg/h的速度输送至氧化装置2，并通过在线添加系统添加50kg主氧化剂和5kg助氧化剂，主氧化剂高锰酸钾的添加速度为5kg/h、助氧化剂双氧水的添加速度为2kg/h，控制温度在10℃，反应12h后通过泵输送至第一洗涤抽滤装置3，通过去离子水进行反复洗涤、抽滤三次，然后加入n,n-二甲基甲酰胺进行分散，通过泵将物料输送进入第二洗涤抽滤装置4，通过n,n-二甲基甲酰胺洗涤、抽滤三次后，将氧化石墨分散在n,n-二甲基甲酰胺中，得到氧化石墨浆料。步骤2，将步骤1得到的氧化石墨浆料输送至分散处理装置5，采用高剪切乳化机和超声分散器同时运行的方式对分散处理装置5中的氧化石墨浆料进行处理，同时通过外循环剪切泵对氧化石墨浆料进行动态混合，所述高剪切乳化机的转速为3500r/min，超声的功率为12kw，装置运行时间100min。处理后的浆料以200kg/h的速度输送至第一均一化处理装置6进行物料的进一步分散，在均质压力50mpa作用下，物料得到进一步地剥离，片径大小、片层厚度变小。步骤3，控制步骤2得到的物料和氯化亚砜的温度为0℃，将酰氯化试剂氯化亚砜通过第一原料高位添加装置607缓慢加入至步骤2得到的物料中，氯化亚砜的添加速度为10kg/h，混合后立即输送至第一微反应装置7中进行高速混合，开始进行酰氯化反应，反应时间6h；装置中高剪切乳化机的转速为3500r/min，酰氯化试剂与氧化石墨烯的质量比为1：1。步骤4，将步骤3得到的产物通入第一管式反应装置8，反应装置8进行循环制冷，温度保持在0℃，反应时间为6h，物料从反应装置下端进入，通过装置内部设定的多层均流板进一步将物料进行混合、分散，同时装置顶端进行抽负压操作，让反应产生的气体进入洗气装置；物料达到装置上端出口开始出料，然后到达第二管式反应装置9，反应装置9进行循环制热，温度保持在120℃，反应时间为6h，物料从装置下端进入，通过装置内部的多层均流板进一步将物料进行混合、分散，同样地，装置顶端进行抽负压操作，让反应产生的气体进入洗气装置。步骤5，将步骤4得到的产物由第二管式反应装置9的上端通入第一抽滤再分散装置10，釜内过滤装置的过滤精度为1μm，抽滤后补充n,n-二甲基甲酰胺，并进行滤饼的重新分散。步骤6，控制步骤5得到的物料和乙二胺的温度为10℃，将氨基化试剂乙二胺通过第二原料高位添加装置1011缓慢加入至步骤5得到的物料中，乙二胺的添加速度为15kg/h，混合后立即输送至第二微反应装置11中进行高速混合，开始进行氨基化反应；装置中高剪切乳化机的转速为3500r/min，氨基化试剂与石墨烯的质量比为1：1。步骤7，将步骤6得到的产物通入第三管式反应装置12，装置12进行循环制冷，温度保持在15℃，反应时间为6h，物料从反应装置下端进入，通过装置内部设定的多层均流板进一步将物料进行混合、分散，同时装置顶端进行抽负压操作，让反应产生的气体进入洗气装置；物料达到装置上端出口开始出料，然后到达第四管式反应装置13，装置13进行循环制热，温度保持在120℃，反应时间为6h，物料从装置下端进入，通过装置内部的多层均流板进一步将物料进行混合、分散，同样地，装置顶端进行抽负压操作，让反应产生的气体进入洗气装置。步骤8，将步骤7得到的产物由第四管式反应装置13的上端通入第二抽滤再分散装置14，釜内过滤装置的过滤精度为1μm，抽滤后补充n,n-二甲基甲酰胺，并进行滤饼的重新分散；然后通过泵将物料输送至第三抽滤再分散装置15，抽滤后补充n,n-二甲基甲酰胺，进行滤饼的重新分散。步骤9，将步骤8得到的产物经过第一反应产物储料罐16后依次通过第二均一化处理装置17和第三均一化处理装置18进行均一化处理，第二均一化处理装置17中的均质压力为100mpa，第三均一化处理装置18中的均质压力为120mpa，最终产物通入第二反应产物储料罐19，得到氨基化石墨烯。将上述所得氨基化石墨烯作为试验样本，对其片层厚度、片径尺寸、氮元素含量进行了测定，为保证测试的准确性，在进行生产时，对不同阶段的产物(a～e)进行取样测试，具体测试结果见表1。表1实施例1连续生产氨基化石墨烯不同阶段产物的测试结果go片径(nm)go片层厚度(nm)n含量(％)a2501.40b2401.30c2451.218.8d2401.319.0e2501.319.1上表中，产物a取自步骤2完成以后进入步骤3反应前，产物b取自步骤5反应完成之后进入步骤6反应前，产物c取自步骤7完成以后进入步骤8反应前，产物d取自步骤8完成以后进入步骤9前，产物e取自步骤9完成以后。从表1可以看出，利用本发明提供的氨基化石墨烯的连续生产设备及其制备方法，可以实现氨基化石墨烯的工业化、连续性生产，生产的氨基化石墨烯片径小、片层薄，且产品质量稳定，同时氮元素的含量较高且含量较稳定，说明本发明的氨基石墨烯连续化生产设备稳定性高，生产效率高，同时说明本发明的氨基化石墨烯的制备方法效果好，可以生产满足用于复合材料的氨基化石墨烯。实施例2本实施例采用与实施例1完全相同的装置进行氨基化石墨烯的连续化生产，包括以下步骤：步骤1，将10kg石墨粉加入到10kg稀盐酸(质量分数15％)中，在20℃下进行浸泡，0.5h后通过泵以100kg/h的速度输送至氧化装置2，并通过在线添加系统添加100kg主氧化剂和10kg助氧化剂，主氧化剂高氯酸钾的添加速度为5kg/h、助氧化剂过氧酯的添加速度为2kg/h，控制温度在80℃，反应10h后通过泵输送至第一洗涤抽滤装置3，通过去离子水进行反复洗涤、抽滤三次，然后加入n,n-二甲基甲酰胺进行分散，通过泵将物料输送进入第二洗涤抽滤装置4，通过n,n-二甲基甲酰胺洗涤、抽滤三次后，将氧化石墨分散在n,n-二甲基甲酰胺中，得到氧化石墨浆料。步骤2，将步骤1得到的氧化石墨浆料输送至分散处理装置5，采用高剪切乳化机和超声分散器同时运行的方式对分散处理装置5中的氧化石墨浆料进行处理，同时通过外循环剪切泵对氧化石墨浆料进行动态混合，所述高剪切乳化机的转速为3000r/min，超声的功率为1kw，装置运行时间200min。处理后的浆料以200kg/h的速度输送至第一均一化处理装置6进行物料的进一步分散，在均质压力70mpa作用下，物料得到进一步地剥离，片径大小、片层厚度变小。步骤3，控制步骤2得到的物料和三氯氧磷的温度为-10℃，将酰氯化试剂三氯氧磷通过第一原料高位添加装置607缓慢加入至步骤2得到的物料中，三氯氧磷的添加速度为10kg/h，混合后立即输送至第一微反应装置7中进行高速混合，开始进行酰氯化反应，反应时间10h；装置中高剪切乳化机的转速为3200r/min，酰氯化试剂与氧化石墨烯的质量比为1：10。步骤4，将步骤3得到的产物通入第一管式反应装置8，反应装置8进行循环制冷，温度保持在10℃，反应时间为24h，物料从反应装置下端进入，通过装置内部设定的多层均流板进一步将物料进行混合、分散，同时装置顶端进行抽负压操作，让反应产生的气体进入洗气装置；物料达到装置上端出口开始出料，然后到达第二管式反应装置9，反应装置9进行循环制热，温度保持在150℃，反应时间为6h，物料从装置下端进入，通过装置内部的多层均流板进一步将物料进行混合、分散，同样地，装置顶端进行抽负压操作，让反应产生的气体进入洗气装置。步骤5，将步骤4得到的产物由第二管式反应装置9的上端通入第一抽滤再分散装置10，釜内过滤装置的过滤精度为1μm，抽滤后补充n,n-二甲基甲酰胺，并进行滤饼的重新分散。步骤6，控制步骤5得到的物料和己二胺的温度为30℃，将氨基化试剂己二胺通过第二原料高位添加装置1011缓慢加入至步骤5得到的物料中，己二胺的添加速度为15kg/h，混合后立即输送至第二微反应装置11中进行高速混合，开始进行氨基化反应；装置中高剪切乳化机的转速为3500r/min，氨基化试剂与石墨烯的质量比为1：5。步骤7，将步骤6得到的产物通入第三管式反应装置12，装置12进行循环制冷，温度保持在30℃，反应时间为6h，物料从反应装置下端进入，通过装置内部设定的多层均流板进一步将物料进行混合、分散，同时装置顶端进行抽负压操作，让反应产生的气体进入洗气装置；物料达到装置上端出口开始出料，然后到达第四管式反应装置13，装置13进行循环制热，温度保持在50℃，反应时间为24h，物料从装置下端进入，通过装置内部的多层均流板进一步将物料进行混合、分散，同样地，装置顶端进行抽负压操作，让反应产生的气体进入洗气装置。步骤8，将步骤7得到的产物由第四管式反应装置13的上端通入第二抽滤再分散装置14，釜内过滤装置的过滤精度为1μm，抽滤后补充n,n-二甲基甲酰胺，并进行滤饼的重新分散；然后通过泵将物料输送至第三抽滤再分散装置15，抽滤后补充n,n-二甲基甲酰胺，进行滤饼的重新分散。步骤9，将步骤8得到的产物经过第一反应产物储料罐16后依次通过第二均一化处理装置17和第三均一化处理装置18进行均一化处理，第二均一化处理装置17中的均质压力为80mpa，第三均一化处理装置18中的均质压力为150mpa，最终产物通入第二反应产物储料罐19，得到氨基化石墨烯。将上述所得氨基化石墨烯作为试验样本，对其片层厚度、片径尺寸、氮元素含量进行了测定，所得结果为：片径250nm，片层厚度1.4nm，n含量18.9％，说明生产的氨基化石墨烯片径小、片层薄，且氮元素的含量较高。实施例3本实施例采用与实施例1完全相同的装置进行氨基化石墨烯的连续化生产，包括以下步骤：步骤1，将10kg石墨粉加入到20kg草酸中，在10℃下进行浸泡，2h后通过泵以100kg/h的速度输送至氧化装置2，并通过在线添加系统添加10kg主氧化剂和1kg助氧化剂，主氧化剂重铬酸钾的添加速度为5kg/h、助氧化剂过氧化碳酸酯的添加速度为2kg/h，控制温度在60℃，反应8h后通过泵输送至第一洗涤抽滤装置3，通过去离子水进行反复洗涤、抽滤三次，然后加入n,n-二甲基甲酰胺进行分散，通过泵将物料输送进入第二洗涤抽滤装置4，通过n,n-二甲基甲酰胺洗涤、抽滤三次后，将氧化石墨分散在n,n-二甲基甲酰胺中，得到氧化石墨浆料。步骤2，将步骤1得到的氧化石墨浆料输送至分散处理装置5，采用高剪切乳化机和超声分散器同时运行的方式对分散处理装置5中的氧化石墨浆料进行处理，同时通过外循环剪切泵对氧化石墨浆料进行动态混合，所述高剪切乳化机的转速为3200r/min，超声的功率为15kw，装置运行时间30min。处理后的浆料以200kg/h的速度输送至第一均一化处理装置6进行物料的进一步分散，在均质压力80mpa作用下，物料得到进一步地剥离，片径大小、片层厚度变小。步骤3，控制步骤2得到的物料和五氯化磷的温度为10℃，将五氯化磷通过第一原料高位添加装置607缓慢加入至步骤2得到的物料中，五氯化磷的添加速度为10kg/h，混合后立即输送至第一微反应装置7中进行高速混合，开始进行酰氯化反应，反应时间10h；装置中高剪切乳化机的转速为3500r/min，酰氯化试剂与氧化石墨烯的质量比为10：1。步骤4，将步骤3得到的产物通入第一管式反应装置8，反应装置8进行循环制冷，温度保持在-10℃，反应时间为20h，物料从反应装置下端进入，通过装置内部设定的多层均流板进一步将物料进行混合、分散，同时装置顶端进行抽负压操作，让反应产生的气体进入洗气装置；物料达到装置上端出口开始出料，然后到达第二管式反应装置9，反应装置9进行循环制热，温度保持在40℃，反应时间为20h，物料从装置下端进入，通过装置内部的多层均流板进一步将物料进行混合、分散，同样地，装置顶端进行抽负压操作，让反应产生的气体进入洗气装置。步骤5，将步骤4得到的产物由第二管式反应装置9的上端通入第一抽滤再分散装置10，釜内过滤装置的过滤精度为1μm，抽滤后补充n,n-二甲基甲酰胺，并进行滤饼的重新分散。步骤6，控制步骤5得到的物料和十二胺的温度为-5℃，将十二胺通过第二原料高位添加装置1011缓慢加入至步骤5得到的物料中，十二胺的添加速度为15kg/h，混合后立即输送至第二微反应装置11中进行高速混合，开始进行氨基化反应；装置中高剪切乳化机的转速为3500r/min，氨基化试剂与石墨烯的质量比为1：2。步骤7，将步骤6得到的产物通入第三管式反应装置12，装置12进行循环制冷，温度保持在30℃，反应时间为8h，物料从反应装置下端进入，通过装置内部设定的多层均流板进一步将物料进行混合、分散，同时装置顶端进行抽负压操作，让反应产生的气体进入洗气装置；物料达到装置上端出口开始出料，然后到达第四管式反应装置13，装置13进行循环制热，温度保持在150℃，反应时间为10h，物料从装置下端进入，通过装置内部的多层均流板进一步将物料进行混合、分散，同样地，装置顶端进行抽负压操作，让反应产生的气体进入洗气装置。步骤8，将步骤7得到的产物由第四管式反应装置13的上端通入第二抽滤再分散装置14，釜内过滤装置的过滤精度为1μm，抽滤后补充n,n-二甲基甲酰胺，并进行滤饼的重新分散；然后通过泵将物料输送至第三抽滤再分散装置15，抽滤后补充n,n-二甲基甲酰胺，进行滤饼的重新分散。步骤9，将步骤8得到的产物经过第一反应产物储料罐16后依次通过第二均一化处理装置17和第三均一化处理装置18进行均一化处理，第二均一化处理装置17中的均质压力为110mpa，第三均一化处理装置18中的均质压力为110mpa，最终产物通入第二反应产物储料罐19，得到氨基化石墨烯。将上述所得氨基化石墨烯作为试验样本，对其片层厚度、片径尺寸、氮元素含量进行了测定，所得结果为：片径270nm，片层厚度1.4nm，n含量18.8％，说明生产的氨基化石墨烯片径小、片层薄，且氮元素的含量较高。实施例4本实施例采用与实施例1所述装置进行氨基化石墨烯的连续化生产，包括以下步骤：步骤1，将10kg石墨粉加入到30kg浓硫酸(质量分数98％)中，在5℃下进行浸泡，1h后通过泵以100kg/h的速度输送至氧化装置2，并通过在线添加系统添加1kg主氧化剂和0.1kg助氧化剂，主氧化剂高锰酸钾的添加速度为5kg/h、助氧化剂双氧水的添加速度为2kg/h，控制温度在110℃，反应2h后通过泵输送至第一洗涤抽滤装置3，通过去离子水进行反复洗涤、抽滤三次，然后加入n,n-二甲基甲酰胺进行分散，通过泵将物料输送进入第二洗涤抽滤装置4，通过n,n-二甲基甲酰胺洗涤、抽滤三次后，将氧化石墨分散在n,n-二甲基甲酰胺中，得到氧化石墨浆料。步骤2，将步骤1得到的氧化石墨浆料输送至分散处理装置5，采用高剪切乳化机和超声分散器同时运行的方式对分散处理装置5中的氧化石墨浆料进行处理，同时通过外循环剪切泵对氧化石墨浆料进行动态混合，所述高剪切乳化机的转速为3200r/min，超声的功率为6kw，装置运行时间60min。处理后的浆料以200kg/h的速度输送至第一均一化处理装置6进行物料的进一步分散，在均质压力60mpa作用下，物料得到进一步地剥离，片径大小、片层厚度变小。步骤3，控制步骤2得到的物料和磺酰氯的温度为5℃，将酰氯化试剂磺酰氯通过第一原料高位添加装置607缓慢加入至步骤2得到的物料中，磺酰氯的添加速度为10kg/h，混合后立即输送至第一微反应装置7中进行高速混合，开始进行酰氯化反应，反应时间10h；装置中高剪切乳化机的转速为3500r/min，磺酰氯与氧化石墨烯的质量比为5：1。步骤4，将步骤3得到的产物通入第一管式反应装置8，反应装置8进行循环制冷，温度保持在0℃，反应时间为6h，物料从反应装置下端进入，通过装置内部设定的多层均流板进一步将物料进行混合、分散，同时装置顶端进行抽负压操作，让反应产生的气体进入洗气装置；物料达到装置上端出口开始出料，然后到达第二管式反应装置9，反应装置9进行循环制热，温度保持在100℃，反应时间为6h，物料从装置下端进入，通过装置内部的多层均流板进一步将物料进行混合、分散，同样地，装置顶端进行抽负压操作，让反应产生的气体进入洗气装置。步骤5，将步骤4得到的产物由第二管式反应装置9的上端通入第一抽滤再分散装置10，釜内过滤装置的过滤精度为1μm，抽滤后补充n,n-二甲基甲酰胺，并进行滤饼的重新分散。步骤6，控制步骤5得到的物料和十八胺的温度为20℃，将氨基化试剂十八胺通过第二原料高位添加装置1011缓慢加入至步骤5得到的物料中，十八胺的添加速度为15kg/h，混合后立即输送至第二微反应装置11中进行高速混合，开始进行氨基化反应；装置中高剪切乳化机的转速为3500r/min，氨基化试剂与石墨烯的质量比为1：10。步骤7，将步骤6得到的产物通入第三管式反应装置12，装置12进行循环制冷，温度保持在15℃，反应时间为6h，物料从反应装置下端进入，通过装置内部设定的多层均流板进一步将物料进行混合、分散，同时装置顶端进行抽负压操作，让反应产生的气体进入洗气装置；物料达到装置上端出口开始出料，然后到达第四管式反应装置13，装置13进行循环制热，温度保持在100℃，反应时间为6h，物料从装置下端进入，通过装置内部的多层均流板进一步将物料进行混合、分散，同样地，装置顶端进行抽负压操作，让反应产生的气体进入洗气装置。步骤8，将步骤7得到的产物由第四管式反应装置13的上端通入第二抽滤再分散装置14，釜内过滤装置的过滤精度为1μm，抽滤后补充n,n-二甲基甲酰胺，并进行滤饼的重新分散；然后通过泵将物料输送至第三抽滤再分散装置15，抽滤后补充n,n-二甲基甲酰胺，进行滤饼的重新分散。步骤9，将步骤8得到的产物经过第一反应产物储料罐16后依次通过第二均一化处理装置17和第三均一化处理装置18进行均一化处理，第二均一化处理装置17中的均质压力为90mpa，第三均一化处理装置18中的均质压力为130mpa，最终产物通入第二反应产物储料罐19，得到氨基化石墨烯。将上述所得氨基化石墨烯作为试验样本，对其片层厚度、片径尺寸、氮元素含量进行了测定，所得结果为：片径280nm，片层厚度1.3nm，n含量18.9％，说明生产的氨基化石墨烯片径小、片层薄，且氮元素的含量较高。当前第1页12