一种石墨烯溶液纯化除杂设备的制作方法

本发明涉及石墨烯溶液领域，尤其涉及一种石墨烯溶液纯化除杂设备。

背景技术：

石墨烯具有二维晶格结构，平面中的碳原子以sp2杂化轨道相连组成六边形晶格结构，即碳原子通过很强的σ键与相邻的三个碳原子连接，c-c键使石墨烯具有很好的结构刚性。石墨烯中含有大量的杂质离子，如果想要得到纯净的石墨烯，需要将其中的杂质进行去除。在石墨烯进行纯化过程中，透析膜、阳极板和阴极板上残留的带电粒子，此时就会影响石墨烯的除杂效果，因此需要将进行刮除。目前大部分是使用人工刮除透析膜、阳极板和阴极板上残留的带电粒子，此时需要将石墨烯溶液和溶剂水放出，因此不仅操作繁琐，而且还会浪费大量的人工，从而降低了工作效率。

综上，目前需要研发一种除杂效果好、操作简单和节约劳动力的石墨烯溶液纯化除杂设备，来克服现有技术中除杂效果差、操作复杂和浪费劳动力的缺点。

技术实现要素：

本发明为了克服现有技术中除杂效果差、操作复杂和浪费劳动力的缺点，本发明要解决的技术问题是提供一种除杂效果好、操作简单和节约劳动力的石墨烯溶液纯化除杂设备。

本发明由以下具体技术手段所达成：

为了解决上述技术问题，本发明提供了这样一种石墨烯溶液纯化除杂设备，包括有通液筒架、阳极板、透析膜、动力提升机构、调节结构、高压吸头、电极板、直型刮板、l型封闭板、除杂管和阴极板；通液筒架内前侧壁上安装有阴极板，通液筒架内后侧壁上安装有阳极板；通液筒架内中间沿水平方向开有石墨烯溶液通道，石墨烯溶液通道一侧开有石墨烯溶液进料口，另一侧开有石墨烯溶液出料口；石墨烯溶液通道前后两侧壁上均安装有透析膜，透析膜与通液筒架内后侧壁之间形成第一溶剂流动通道，透析膜与通液筒架内前侧壁之间形成第二溶剂流动通道；第一溶剂流动通道和第二溶剂流动通道靠近石墨烯溶液出料口的一侧均开有溶剂进料口，第一溶剂流动通道和第二溶剂流动通道远离石墨烯溶液出料口的一侧均开有溶剂出料口；通液筒架顶部前后两侧均沿竖直方向开有第一通孔，石墨烯溶液通道上方的通液筒架顶部上沿水平方向开有两第二通孔，通液筒架内底部沿水平方向开有两除杂凹槽，除杂凹槽与透析膜连通，且除杂凹槽与第二通孔位于同一竖直线上；除杂凹槽内安装有除杂管，通液筒架顶部中间固接有动力提升机构，提升机构的一输出端穿过第二通孔固接有l型封闭板，l型封闭板侧部与透析膜接触，且l型封闭板与除杂凹槽之间形成密闭空间；提升机构的另一输出端上固接有电极板，电极板穿过第一通孔固接有直型刮板；动力提升机构前后两侧的通液筒架顶部均固接有调节结构，调节结构的输出端穿过第一通孔与电极板固接；通液筒架前后两侧上部均固接有高压吸头。

进一步的，动力提升机构包括有电机、第一锥齿轮、圆形齿轮、固定板、拉绳、绕线轮、滑轨齿条、第一滑块、第二锥齿轮、机架、导线轮和转轴；通液筒架上方设有机架，机架底部前后两侧均固接有导线轮；通液筒架顶部中间固接有电机，电机的输出端上固接有第二锥齿轮；电机前后两侧的通液筒架顶部均固接有固定板，固定板上固接有第一滑块，滑轨齿条与第一滑块滑动连接，且滑轨齿条穿过第二通孔与l型封闭板固接；通液筒架顶部前后两侧上均通过轴承座枢接有转轴，转轴靠近第二锥齿轮的一端固接有第一锥齿轮，第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合；转轴远离第二锥齿轮的一端固接有绕线轮，绕线轮上绕接有拉绳，拉绳端部绕过导线轮与电极板固接；转轴上固接有圆形齿轮，圆形齿轮与滑轨齿条啮合。

进一步的，调节结构包括有电动推杆、推拉杆、第二滑块、第一长滑轨、第三滑块和第二长滑轨；第一长滑轨穿过第一通孔与电极板固接，第二滑块与第一长滑轨滑动连接；通液筒顶部前后两侧均固接有电动推杆和第二长滑轨，且第二长滑轨靠近第一通孔；电动推杆的输出端上固接有推拉杆，推拉杆端部与第二滑块固接；第三滑块与第二长滑轨滑动连接，推拉杆底部与第三滑块固接。

进一步的，动力提升机构还包括有弹簧；弹簧一端固接于机架底部，弹簧另一端固接于滑轨齿条顶部。

进一步的，所述机架为不锈钢材质。

进一步的，拉绳为钢丝绳。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明通过动力提升机构和调节结构能够将透析膜、阳极板和阴极板上残留的带电粒子进行刮除，从而能够使石墨烯溶液除杂效果更好；通过动力提升机构和调节结构能够在不将石墨烯溶液和溶剂水放掉的情况下还能机械化的将透析膜、阳极板和阴极板上残留的带电粒子刮除掉，从而不仅操作简单，而且还节约了大量的劳动力；从而达到了除杂效果好、操作简单和节约劳动力的效果。

附图说明

图1为本发明的俯视图。

图2为本发明图1中a-a的截面图。

图3为l型封闭板的立体图。

图4为本发明动力提升机构的结构示意图。

图5为本发明调节结构的结构示意图。

附图中的标记为：1-通液筒架，2-第一溶剂流动通道，3-阳极板，4-溶剂进料口，5-溶剂出料口，6-石墨烯溶液进料口，7-透析膜，8-石墨烯溶液通道，9-第二溶剂流动通道，10-动力提升机构，101-电机，102-第一锥齿轮，103-圆形齿轮，104-固定板，105-拉绳，106-绕线轮，107-滑轨齿条，108-第一滑块，109-第二锥齿轮，1010-机架，1011-导线轮，1012-转轴，1013-弹簧，11-调节结构，111-电动推杆，112-推拉杆，113-第二滑块，114-第一长滑轨，115-第三滑块，116-第二长滑轨，12-高压吸头，13-电极板，14-直型刮板，15-l型封闭板，16-除杂凹槽，17-除杂管，18-第一通孔，19-第二通孔，20-阴极板，21-石墨烯溶液出料口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

实施例

一种石墨烯溶液纯化除杂设备，如图1-5所示，包括有通液筒架1、阳极板3、透析膜7、动力提升机构10、调节结构11、高压吸头12、电极板13、直型刮板14、l型封闭板15、除杂管17和阴极板20；通液筒架1内前侧壁上安装有阴极板20，通液筒架1内后侧壁上安装有阳极板3；通液筒架1内中间沿水平方向开有石墨烯溶液通道8，石墨烯溶液通道8一侧开有石墨烯溶液进料口6，另一侧开有石墨烯溶液出料口21；石墨烯溶液通道8前后两侧壁上均安装有透析膜7，透析膜7与通液筒架1内后侧壁之间形成第一溶剂流动通道2，透析膜7与通液筒架1内前侧壁之间形成第二溶剂流动通道9；第一溶剂流动通道2和第二溶剂流动通道9靠近石墨烯溶液出料口21的一侧均开有溶剂进料口4，第一溶剂流动通道2和第二溶剂流动通道9远离石墨烯溶液出料口21的一侧均开有溶剂出料口5；通液筒架1顶部前后两侧均沿竖直方向开有第一通孔18，石墨烯溶液通道8上方的通液筒架1顶部上沿水平方向开有两第二通孔19，通液筒架1内底部沿水平方向开有两除杂凹槽16，除杂凹槽16与透析膜7连通，且除杂凹槽16与第二通孔19位于同一竖直线上；除杂凹槽16内安装有除杂管17，通液筒架1顶部中间固接有动力提升机构10，提升机构的一输出端穿过第二通孔19固接有l型封闭板15，l型封闭板15侧部与透析膜7接触，且l型封闭板15与除杂凹槽16之间形成密闭空间；提升机构的另一输出端上固接有电极板13，电极板13穿过第一通孔18固接有直型刮板14；动力提升机构10前后两侧的通液筒架1顶部均固接有调节结构11，调节结构11的输出端穿过第一通孔18与电极板13固接；通液筒架1前后两侧上部均固接有高压吸头12。

动力提升机构10包括有电机101、第一锥齿轮102、圆形齿轮103、固定板104、拉绳105、绕线轮106、滑轨齿条107、第一滑块108、第二锥齿轮109、机架1010、导线轮1011和转轴1012；通液筒架1上方设有机架1010，机架1010底部前后两侧均固接有导线轮1011；通液筒架1顶部中间固接有电机101，电机101的输出端上固接有第二锥齿轮109；电机101前后两侧的通液筒架1顶部均固接有固定板104，固定板104上固接有第一滑块108，滑轨齿条107与第一滑块108滑动连接，且滑轨齿条107穿过第二通孔19与l型封闭板15固接；通液筒架1顶部前后两侧上均通过轴承座枢接有转轴1012，转轴1012靠近第二锥齿轮109的一端固接有第一锥齿轮102，第一锥齿轮102与第二锥齿轮109啮合；转轴1012远离第二锥齿轮109的一端固接有绕线轮106，绕线轮106上绕接有拉绳105，拉绳105端部绕过导线轮1011与电极板13固接；转轴1012上固接有圆形齿轮103，圆形齿轮103与滑轨齿条107啮合。

调节结构11包括有电动推杆111、推拉杆112、第二滑块113、第一长滑轨114、第三滑块115和第二长滑轨116；第一长滑轨114穿过第一通孔18与电极板13固接，第二滑块113与第一长滑轨114滑动连接；通液筒顶部前后两侧均固接有电动推杆111和第二长滑轨116，且第二长滑轨116靠近第一通孔18；电动推杆111的输出端上固接有推拉杆112，推拉杆112端部与第二滑块113固接；第三滑块115与第二长滑轨116滑动连接，推拉杆112底部与第三滑块115固接。

动力提升机构10还包括有弹簧1013；弹簧1013一端固接于机架1010底部，弹簧1013另一端固接于滑轨齿条107顶部。

所述机架1010为不锈钢材质。

拉绳105为钢丝绳。

当需要将石墨烯溶液进行纯化时，首先将溶剂水通过溶剂进料口4加入到第一溶剂流动通道2和第二溶剂流动通道9内，之后将待纯化的石墨烯溶液通过石墨烯溶液进料口6通入到石墨烯溶液通道8内，此时受到阳极板3和阴极板20之间的阳极和阴极的电场作用，待纯化的石墨烯溶液内的带电粒子和离子就会透过透析膜7分别向带有相反电荷的电极迁移，进而被溶剂水通过溶剂出料口5带走，进而形成了废水流出。则剩余的纯化的石墨烯溶液就会从石墨烯溶液出料口21流出。

在石墨烯溶液纯化过程中，透析膜7、阳极板3和阴极板20上会残留一些带电粒子，此时就会影响石墨烯溶液的纯化。因此需要将透析膜7、阳极板3和阴极板20上残留的带电粒子进行刮除，此时启动动力提升机构10和调节结构11，动力提升机构10工作就会带动l型封闭板15上下移动，进而将透析膜7上残留的粒子刮除掉，之后掉入到除杂凹槽16。当l型封闭板15与除杂凹槽16形成封闭空间时，打开除杂管17上的阀门，此时刮除下来的带电粒子就会通过除杂管17被液体冲走。与此同时动力提升机构10工作也会带动直型刮板14上下运动。当直型刮板14向上运动时，启动调节结构11，使得直型刮板14与阴极板20、阳极板3接触。同时再启动动力提升机构10，进而将电极板13上的粒子刮下来。与此同时控制靠近阳极板3的电极板13通阳极电，靠近阴极板20的电极板13通阴极电，则两侧的电极板13就会将阳极板3和阴极板20上残留的粒子吸走。在电极板13向上运动过程中，启动高压吸头12，进而高压吸头12就会将电极板13上的带电粒子吸走。当直型刮板14运动到最上方时，控制电极板13断电，则电极板13上吸附的带电粒子就会掉落到直型刮板14上，此时高压吸头12就会将其吸走。

其中，如图4所示，动力提升机构10包括有电机101、第一锥齿轮102、圆形齿轮103、固定板104、拉绳105、绕线轮106、滑轨齿条107、第一滑块108、第二锥齿轮109、机架1010、导线轮1011和转轴1012；通液筒架1上方设有机架1010，机架1010底部前后两侧均固接有导线轮1011；通液筒架1顶部中间固接有电机101，电机101的输出端上固接有第二锥齿轮109；电机101前后两侧的通液筒架1顶部均固接有固定板104，固定板104上固接有第一滑块108，滑轨齿条107与第一滑块108滑动连接，且滑轨齿条107穿过第二通孔19与l型封闭板15固接；通液筒顶部前后两侧上均通过轴承座枢接有转轴1012，转轴1012靠近第二锥齿轮109的一端固接有第一锥齿轮102，第一锥齿轮102与第二锥齿轮109啮合；转轴1012远离第二锥齿轮109的一端固接有绕线轮106，绕线轮106上绕接有拉绳105，拉绳105端部绕过导线轮1011与电极板13固接；转轴1012上固接有圆形齿轮103，圆形齿轮103与滑轨齿条107啮合。

当需要将透析膜7、阳极板3和阴极板20上残留的带电粒子刮除时，首先启动电机101，进而带动第二锥齿轮109转动，进而带动第一锥齿轮102转动，进而带动圆形齿轮103和绕线轮106转动。圆形齿轮103转动就会带动滑轨齿条107上下移动，进而带动l型封闭板15上下移动，进而l型封闭板15就会将透析膜7上残留的带电粒子刮除掉，之后掉入到除杂凹槽16。当l型封闭板15与除杂凹槽16形成封闭空间时，打开除杂管17上的阀门，此时刮除下来的带电粒子就会通过除杂管17被液体冲走。与此同时绕线轮106转动就会收放拉绳105，进而带动电极板13及其底部的直型刮板14上下移动。

其中，如图5所示，调节结构11包括有电动推杆111、推拉杆112、第二滑块113、第一长滑轨114、第三滑块115和第二长滑轨116；第一长滑轨114穿过第一通孔18与电极板13固接，第二滑块113与第一长滑轨114滑动连接；通液筒顶部前后两侧均固接有电动推杆111和第二长滑轨116，且第二长滑轨116靠近第一通孔18；电动推杆111的输出端上固接有推拉杆112，推拉杆112端部与第二滑块113固接；第三滑块115与第二长滑轨116滑动连接，推拉杆112底部与第三滑块115固接。

当直型刮板14向上移动时，启动电动推杆111，使得推拉杆112推动电极板13及其底部的直型刮板14运动，直至使得两侧的直型刮板14分别与阳极板3和阴极板20接触，从而便于将阳极板3和阴极板20上的带电粒子刮除掉。

其中，如图4所示，动力提升机构10还包括有弹簧1013；弹簧1013一端固接于机架1010底部，弹簧1013另一端固接于滑轨齿条107顶部；所以能够使滑轨齿条107上下移动更平稳，从而使l型封闭板15更好的将透析膜7上残留的粒子刮除掉。

以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。