一种制备石墨烯的装置及方法与流程

本发明涉及石墨烯制备及应用技术领域，特别涉及一种制备石墨烯的装置及方法。

背景技术：

石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯，因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、sic外延生长法，薄膜生产方法为化学气相沉积法。

现有的氧化还原法制作石墨烯过程中存在物料氧化分布不均，从而导致接触面积小，氧化不充分，影响制作的质量。

因此，发明一种制备石墨烯的装置及方法来解决上述问题很有必要。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种制备石墨烯的装置及方法，第一电机带动螺旋叶片反向旋转，使得石墨原料在反应箱内部均匀分布，同时加热器对石墨原料进行加热，有利于提高反应效率，石墨原料经过螺旋叶片表面的漏孔进行分散，同时拨动板将石墨原料拨向反应箱上方，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种制备石墨烯的装置，包括底座，所述底座顶部设有反应装置，所述反应装置包括第一支撑杆，所述第一支撑杆与底座固定连接，第一支撑杆顶部设有第一电机，所述第一电机一侧设有第一转轴，所述第一电机输出轴与第一转轴固定连接，所述第一转轴一侧设有反应箱，所述第一转轴贯穿反应箱且延伸至内部，所述第一转轴外侧设有螺旋叶片，所述螺旋叶片一侧设有拨动板，所述拨动板与螺旋叶片固定连接，所述螺旋叶片表面设有漏孔，所述反应箱底部设有第二支撑杆，所述第二支撑杆与底座固定连接，所述反应箱内部设有加热器，所述反应箱顶部设有进料管，所述反应箱一侧设有出料口，所述进料管和出料口内部均设有电磁阀。

优选的，所述反应箱顶部设有粉碎装置，所述粉碎装置包括粉碎轮，所述粉碎轮内侧设有第二转轴，所述第二转轴贯穿反应箱且延伸至外部。

优选的，所述第二转轴背面设有第二电机，所述第二电机输出轴与第二转轴固定连接。

优选的，所述粉碎轮一侧设有挡板，所述挡板贯穿反应箱且延伸至外部。

优选的，所述挡板顶部设有气动伸缩杆，所述气动伸缩杆顶部设有外壳，所述外壳与反应箱固定连接。

一种制备石墨烯的方法，包括所述的制备石墨烯的装置，还包括以下步骤：

s1：将石墨原料从进料管输送至反应箱内部；

s2：打开第一电机和加热器，第一电机带动螺旋叶片反向旋转，使得石墨原料在反应箱内部均匀分布，同时加热器对石墨原料进行加热；

s3：石墨原料经过螺旋叶片表面的漏孔进行分散，同时拨动板将石墨原料拨向反应箱上方；

s4：打开第二电机，反向旋转的第二电动通过第二转轴带动粉碎轮对石墨原料进行粉碎，同时将石墨推向螺旋叶片出进行多次反应；

s5：将第一电机和第二电机正向运转，打开电磁阀，将成品输送出去。

本发明的技术效果和优点：

1、通过设有反应装置，第一电机带动螺旋叶片反向旋转，使得石墨原料在反应箱内部均匀分布，同时加热器对石墨原料进行加热，有利于提高反应效率，石墨原料经过螺旋叶片表面的漏孔进行分散，同时拨动板将石墨原料拨向反应箱上方，有利于提升石墨原料分布的匀称度，从而增加反应的接触面积，提升氧化还原反应效率，进而提高石墨烯的成品质；

2、通过设有粉碎装置，反向旋转的第二电动通过第二转轴带动粉碎轮对石墨原料进行粉碎，同时将石墨推向螺旋叶片出进行多次反应，有利于进一步的提升反应速率，挡板有利于保证反应箱内部的密闭性。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的螺旋叶片结构示意图。

图3为本发明的俯视图。

图中：1底座、2反应装置、3第一支撑杆、4第一电机、5第一转轴、6反应箱、7螺旋叶片、8拨动板、9漏孔、10第二支撑杆、11加热器、12粉碎装置、13粉碎轮、14第二转轴、15第二电机、16挡板、17气动伸缩杆、18外壳、19进料管、20出料口、21电磁阀。

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。

实施例1

本发明提供了如图1-3所示的一种制备石墨烯的装置，包括底座1，所述底座1顶部设有反应装置2，所述反应装置2包括第一支撑杆3，所述第一支撑杆3与底座1固定连接，第一支撑杆3顶部设有第一电机4，所述第一电机4一侧设有第一转轴5，所述第一电机4输出轴与第一转轴5固定连接，所述第一转轴5一侧设有反应箱6，所述第一转轴5贯穿反应箱6且延伸至内部，所述第一转轴5外侧设有螺旋叶片7，所述螺旋叶片7一侧设有拨动板8，所述拨动板8与螺旋叶片7固定连接，所述螺旋叶片7表面设有漏孔9，所述反应箱6底部设有第二支撑杆10，所述第二支撑杆10与底座1固定连接，所述反应箱6内部设有加热器11，通过设有反应装置2，第一电机4带动螺旋叶片7反向旋转，使得石墨原料在反应箱6内部均匀分布，同时加热器11对石墨原料进行加热，有利于提高反应效率，石墨原料经过螺旋叶片7表面的漏孔9进行分散，同时拨动板8将石墨原料拨向反应箱6上方，有利于提升石墨原料分布的匀称度，从而增加反应的接触面积，提升氧化还原反应效率，进而提高石墨烯的成品质。

进一步的，在上述技术方案中，所述反应箱6顶部设有粉碎装置12，所述粉碎装置12包括粉碎轮13，所述粉碎轮13内侧设有第二转轴14，所述第二转轴14贯穿反应箱6且延伸至外部，通过设有粉碎装置12，有利于进一步的提升反应速率；

进一步的，在上述技术方案中，所述第二转轴14背面设有第二电机15，所述第二电机15输出轴与第二转轴14固定连接，通过设置第二电机15，反向旋转的第二电动15通过第二转轴14带动粉碎轮13对石墨原料进行粉碎；

进一步的，在上述技术方案中，所述粉碎轮13一侧设有挡板16，所述挡板16贯穿反应箱6且延伸至外部，通过设置挡板16，挡板16有利于保证反应箱6内部的密闭性；

进一步的，在上述技术方案中，所述挡板16顶部设有气动伸缩杆17，所述气动伸缩杆17顶部设有外壳18，所述外壳18与反应箱6固定连，通过设置气动伸缩杆17，可以对挡板16进行升降；

进一步的，在上述技术方案中，所述反应箱6顶部设有进料管19，所述反应箱6一侧设有出料口20，所述进料管19和出料口20内部均设有电磁阀21，通过设置电磁阀21，有利于对进料管19和出料口20进行开或关。

本发明工作方式：

参照说明书附图1-3，将石墨原料从进料管19输送至反应箱6内部，打开第一电机4和加热器11，第一电机4带动螺旋叶片7反向旋转，使得石墨原料在反应箱6内部均匀分布，同时加热器11对石墨原料进行加热，提高反应效率，石墨原料经过螺旋叶片7表面的漏孔9进行分散，同时拨动板8将石墨原料拨向反应箱6上方，可以提升石墨原料分布的匀称度，从而增加反应的接触面积，提升氧化还原反应效率，进而提高石墨烯的成品质量；

参照说明书附图1，同时可以打开第二电机15，反向旋转的第二电动15通过第二转轴14带动粉碎轮13对石墨原料进行粉碎，同时将石墨推向螺旋叶片7出进行多次反应，进一步的提升反应速率，挡板16保证了反应箱6内部的密闭性，之后将第一电机4和第二电机15正向运转，打开电磁阀21，就可以将成品输送出去。

实施例2

一种制备石墨烯的方法，包括所述的制备石墨烯的装置，还包括以下步骤：

s1：将石墨原料从进料管19输送至反应箱6内部；

s2：打开第一电机4和加热器11，第一电机4带动螺旋叶片7反向旋转，使得石墨原料在反应箱6内部均匀分布，同时加热器11对石墨原料进行加热；

s3：石墨原料经过螺旋叶片7表面的漏孔9进行分散，同时拨动板8将石墨原料拨向反应箱6上方；

s4：打开第二电机15，反向旋转的第二电动15通过第二转轴14带动粉碎轮13对石墨原料进行粉碎，同时将石墨推向螺旋叶片7出进行多次反应；

s5：将第一电机4和第二电机15正向运转，打开电磁阀21，将成品输送出去。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。