一种石墨烯高效制备方法与流程

本发明涉及石墨烯制备领域，具体说是一种石墨烯高效制备方法。

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，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。对于现有技术，石墨烯在制备时通常都需要对原料进行反应。

然而，现有技术中，在制备石墨烯的过程中，当同时出现制备原料太大，且杂质较多的情况时，由于原料太大影响反应的接触面积，杂质较多进一步影响反应物之间的接触，从而极大的导致反应速率较低，使用效果不佳，因此我们提出了一种新的石墨烯的制备装置，用来解决上述问题现有。

技术实现要素：

针对现有技术中的问题，本发明提供了一种石墨烯高效制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种石墨烯高效制备方法，该方法步骤如下：

s1：提前将石墨烯制备装置的安装底座固定安置于所需的合适地点，将驱动电机接通电源，完成石墨烯制备装置使用前的准备工作；

s2：待s1中的石墨烯制备装置安装完毕后，将需要制备的原料运输至石墨烯制备装置的第一主体内，随后启动驱动电机，驱动电机驱动内部的驱动机构工作，从而将第一主体内的原料进行碾压破碎；

s3：待s2中的石墨烯原料破碎好后投入石墨烯反应釜中进行反应，反应前需对石墨烯反应釜抽真空处理，反应时保证反应釜内的温度保持在40～60℃之间；

s4：将s3中石墨烯反应釜内的混合液取出，并利用超声发生器进型超声玻璃，并对剥离后的物料进行干燥，即可得到高质量石墨烯粉末；

其中，s1中使用的石墨烯制备装置包括安装底座、主体机构、进料机构、驱动机构、从动破碎机构和搅拌机构，呈葫芦形板状的所述安装底座的顶部固定安装有用于安置有其他机构的所述主体机构，所述主体机构顶部的一侧固定安装有用于装置进料的所述进料机构，所述主体机构顶部的另一侧固定安装有用于给装置驱动力的所述驱动机构，所述主体机构内壁的顶端安装有用于破碎原料的所述从动破碎机构，所述主体机构内壁的底端安装有用于搅拌原料的所述搅拌机构。

具体的，所述安装底座的整体呈葫芦形的板状。

具体的，所述主体机构包括第一主体、装置顶盖、第二主体和出料管，所述安装底座的顶部固定安装有呈圆柱状的所述第一主体和所述第二主体，所述第一主体顶部的一侧固定安装有呈半球状的所述装置顶盖，且所述第一主体底部的一侧固定安装有呈弯管状的所述出料管。

具体的，所述进料机构包括进料管和进料斗，所述装置顶盖顶部的一侧固定连接有呈圆环状的所述进料管，所述进料管的另一端固定连接有呈漏斗状的所述进料斗。

具体的，所述驱动机构包括电机安装板、驱动电机、电机座、转杆、第一齿轮座和第一齿轮，所述第二主体的顶部固定安装有呈圆板状的所述电机安装板，所述电机安装板的顶部固定安装有所述电机座，所述电机座的顶部固定安装有所述驱动电机，所述驱动电机设有转轴的一端固定连接有所述转杆，所述转杆的一端贯穿所述装置顶盖的一侧，所述转杆设于所述装置顶盖内部的一端固定连接有第一齿轮座，所述第一齿轮座的另一端固定连接有所述第一齿轮。

具体的，所述从动破碎机构包括压辊连杆、压辊、压辊凸块、传送带、第二齿轮和压辊连杆座，所述装置顶盖内壁的底部两端分别固定连接有一对所述压辊连杆座，两对所述压辊连杆座之间各自固定连接有呈杆状的所述压辊连杆，两个所述压辊连杆上各自固定连接有所述压辊，所述压辊上设有若干个所述压辊凸块；所述压辊连杆上的一侧还设有所述第二齿轮，所述第二齿轮上缠绕连接有所述传送带，且两个所述第二齿轮顶部的一侧分别啮合于所述第一齿轮底部的两侧。

具体的，所述搅拌机构包括传动轮、搅拌连杆、搅拌轮安装座、搅拌轮和搅拌连杆座，所述第一主体和所述第二主体内壁中部的两端分别固定安装有一个所述搅拌连杆座，两个所述搅拌连杆座之间转动连接有一个所述搅拌连杆，所述搅拌连杆的中部固定安装有所述传动轮，所述传动轮的外侧壁套接于所述传送带的内壁，所述搅拌连杆上的两端分别固定安装有一个呈圆柱状的所述搅拌轮安装座，所述搅拌轮安装座上固定安装有若干个所述搅拌轮。

本发明的有益效果：

(1)本发明所述的一种石墨烯高效制备方法，先将需要制备的原料经所述进料斗和所述进料斗运输至所述第一主体内部，当原料到达所述第一主体内后，所述驱动电机先带动所述转杆顺时针转动，所述转杆带动所述第一齿轮顺时针转动，则所述第一齿轮带动两个所述第二齿轮做逆时针转动，两个所述第二齿轮带动所述压辊连杆转动，随即带动所述压辊转动，两个所述压辊不断的转动，对掉落进所述第一主体内部的大颗粒原料进行不断的挤压碾碎，令原料反应时的粒径得以减小，从而一方面方便原料的进入，另一方面方便令原料的反应面积增大，增强反应速率，使得本装置使用的效率得以提高。

(2)本发明所述的一种石墨烯高效制备方法，使用时，当所述第一齿轮带动两个所述第二齿轮转动，实现(1)中的效果时，同时两个所述第二齿轮经所述传送带进行联动，随之所述第二齿轮带动所述传送带进行逆时针转动，则所述传送带带动所述传动轮进行逆时针转动，所述传动轮带动所述搅拌连杆逆时针转动，所述搅拌连杆带动所述搅拌轮安装座逆时针转动，所述搅拌轮安装座带动所述搅拌轮逆时针转动，对反应料进行搅拌混合，从而加快原料的反应速率，与此同时，所述搅拌轮在逆时针转动的同时，由于离心力的作用，导致所述搅拌轮不断的张开，从而对所述主体机构内部的原料进行更大范围的搅拌，进一步对反应过程的反应料进行搅拌混合，增大反应物之间的接触面积，使得进一步加快反应速率，提高反应效果，而当所述驱动电机的转向切换时，所述搅拌轮又进行回缩，不断重复上述过程，更进一步提高反应料的反应效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的方法流程图；

图2为本发明中使用的石墨烯制备装置的一种较佳实施例整体结构示意图；

图3为本发明提供的一种石墨烯高效制备方法的内部径向截面图；

图4为本发明提供的一种石墨烯高效制备方法的齿轮传动结构示意图；

图5为本发明提供的一种石墨烯高效制备方法的搅拌轮结构示意图；

图6为本发明提供的一种石墨烯高效制备方法的压辊结构示意图；

图7为图3所示a部放大示意图。

图中：1、安装底座，2、主体机构，21、第一主体，22、装置顶盖，23、第二主体，24、出料管，3、进料机构，31、进料管，32、进料斗，4、驱动机构，41、电机安装板，42、驱动电机，43、电机座，44、转杆，45、第一齿轮座，46、第一齿轮，5、从动破碎机构，51、压辊连杆，52、压辊，521、压辊凸块，53、传送带，54、第二齿轮，55、压辊连杆座，6、搅拌机构，61、传动轮，62、搅拌连杆，63、搅拌轮安装座，64、搅拌轮，65、搅拌连杆座。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1-图7所示，本发明所述的一种石墨烯高效制备方法，该方法步骤如下：

s1：提前将石墨烯制备装置的安装底座固定安置于所需的合适地点，将驱动电机接通电源，完成石墨烯制备装置使用前的准备工作；

s2：待s1中的石墨烯制备装置安装完毕后，将需要制备的原料运输至石墨烯制备装置的第一主体内，随后启动驱动电机，驱动电机驱动内部的驱动机构工作，从而将第一主体内的原料进行碾压破碎；

s3：待s2中的石墨烯原料破碎好后投入石墨烯反应釜中进行反应，反应前需对石墨烯反应釜抽真空处理，反应时保证反应釜内的温度保持在40～60℃之间；

s4：将s3中石墨烯反应釜内的混合液取出，并利用超声发生器进型超声玻璃，并对剥离后的物料进行干燥，即可得到高质量石墨烯粉末；

其中，s1中使用的石墨烯制备装置包括安装底座1、主体机构2、进料机构3、驱动机构4、从动破碎机构5和搅拌机构6，呈葫芦形板状的所述安装底座1的顶部固定安装有用于安置有其他机构的所述主体机构2，所述主体机构2顶部的一侧固定安装有用于装置进料的所述进料机构3，所述主体机构2顶部的另一侧固定安装有用于给装置驱动力的所述驱动机构4，所述主体机构2内壁的顶端安装有用于破碎原料的所述从动破碎机构5，所述主体机构2内壁的底端安装有用于搅拌原料的所述搅拌机构6。

具体的，所述安装底座1的整体呈葫芦形的板状；使用时，为了方便对本装置进行合理的固定安装。

具体的，所述主体机构2包括第一主体21、装置顶盖22、第二主体23和出料管24，所述安装底座1的顶部固定安装有呈圆柱状的所述第一主体21和所述第二主体23，所述第一主体21顶部的一侧固定安装有呈半球状的所述装置顶盖22，且所述第一主体21底部的一侧固定安装有呈弯管状的所述出料管24；使用时，为了方便给原料提供一个充分反应的场所。

具体的，所述进料机构3包括进料管31和进料斗32，所述装置顶盖22顶部的一侧固定连接有呈圆环状的所述进料管31，所述进料管31的另一端固定连接有呈漏斗状的所述进料斗32；使用时，为了实现方便的向装置内部提供原料。

具体的，所述驱动机构4包括电机安装板41、驱动电机42、电机座43、转杆44、第一齿轮座45和第一齿轮46，所述第二主体23的顶部固定安装有呈圆板状的所述电机安装板41，所述电机安装板41的顶部固定安装有所述电机座43，所述电机座43的顶部固定安装有所述驱动电机42，所述驱动电机42设有转轴的一端固定连接有所述转杆44，所述转杆44的一端贯穿所述装置顶盖22的一侧，所述转杆44设于所述装置顶盖22内部的一端固定连接有第一齿轮座45，所述第一齿轮座45的另一端固定连接有所述第一齿轮46；使用时，通过所述驱动电机42的驱动作用，从而方便实现对本装置其他机构的驱动。

具体的，所述从动破碎机构5包括压辊连杆51、压辊52、压辊凸块521、传送带53、第二齿轮54和压辊连杆座55，所述装置顶盖22内壁的底部两端分别固定连接有一对所述压辊连杆座55，两对所述压辊连杆座55之间各自固定连接有呈杆状的所述压辊连杆51，两个所述压辊连杆51上各自固定连接有所述压辊52，所述压辊52上设有若干个所述压辊凸块521；所述压辊连杆51上的一侧还设有所述第二齿轮54，所述第二齿轮54上缠绕连接有所述传送带53，且两个所述第二齿轮54顶部的一侧分别啮合于所述第一齿轮46底部的两侧；使用时；通过两个所述压辊52对原料的挤压破碎，从而实现反应时反应速率的加快。

具体的，所述搅拌机构6包括传动轮61、搅拌连杆62、搅拌轮安装座63、搅拌轮64和搅拌连杆座65，所述第一主体21和所述第二主体23内壁中部的两端分别固定安装有一个所述搅拌连杆座65，两个所述搅拌连杆座65之间转动连接有一个所述搅拌连杆62，所述搅拌连杆62的中部固定安装有所述传动轮61，所述传动轮61的外侧壁套接于所述传送带53的内壁，所述搅拌连杆62上的两端分别固定安装有一个呈圆柱状的所述搅拌轮安装座63，所述搅拌轮安装座63上固定安装有若干个所述搅拌轮64；使用时，通过所述传动轮61带动所述搅拌连杆62转动，所述搅拌连杆62带动所述搅拌轮64进行转动，从而在使用时能够对原料起到一定的搅拌作用，加快反应速率。

在使用时，首先，将所述安装底座1固定安置于所需的合适地点，将所述驱动电机42接通电源，完成本装置使用前的准备工作；然后，将需要制备的原料经所述进料斗32和所述进料斗31运输至所述第一主体21内部，当原料到达所述第一主体21内后，所述驱动电机42先带动所述转杆44顺时针转动，所述转杆44带动所述第一齿轮46顺时针转动，则所述第一齿轮46带动两个所述第二齿轮54做逆时针转动，两个所述第二齿轮54带动所述压辊连杆51转动，随即带动所述压辊52转动，两个所述压辊52不断的转动，对掉落进所述第一主体21内部的大颗粒原料进行不断的挤压碾碎，令原料反应时的粒径得以减小，从而一方面方便原料的进入，另一方面方便令原料的反应面积增大，增强反应速率，使得本装置使用的效率得以提高；与此同时，在使用过程中，当所述第一齿轮54带动两个所述第二齿轮54转动，实现上述的效果，同时，两个所述第二齿轮54经所述传送带53进行联动，随之所述第二齿轮54带动所述传送带53进行逆时针转动，则所述传送带53带动所述传动轮61进行逆时针转动，所述传动轮61带动所述搅拌连杆62逆时针转动，所述搅拌连杆62带动所述搅拌轮安装座63逆时针转动，所述搅拌轮安装座63带动所述搅拌轮64逆时针转动，对反应料进行搅拌混合，从而加快原料的反应速率，与此同时，所述搅拌轮64在逆时针转动的同时，由于离心力的作用，导致所述搅拌轮64不断的张开，从而对所述主体机构1内部的原料进行更大范围的搅拌，进一步对反应过程的反应料进行搅拌混合，增大反应物之间的接触面积，使得进一步加快反应速率，提高反应效果，而当所述驱动电机42的转向切换时，所述搅拌轮64又进行回缩，不断重复上述过程，更进一步提高反应料的反应效果，最终完成本装置的整个使用过程。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。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，上述实施方式和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，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本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。