一种石墨烯连续生产设备的制作方法

本实用新型涉及一种石墨烯连续生产设备，属于石墨烯制造领域。

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。目前制备石墨烯的方法主要有石墨剥裂、化学氧化还原法、超声剥离法等。化学氧化还原法是目前最容易实现产业化的方法，然而此方法制备的石墨烯的缺陷多，质量差，未能充分发挥石墨烯的性能优势。化学气相沉积法已经实现了碳纳米管的批量生产，有望利用化学气相沉积法实现石墨烯的批量生产。公开号为cn202279697u的中国实用新型专利提出了一种连续制备石墨烯的装置，其能够利用化学气相沉积法连续制备石墨烯，但是其在石墨烯制备过程中存在着以下问题：该石墨烯生成炉的收集装置在收集腔设置单一收集网，因此收集效率较低，而且安装和拆卸也较不方便，增大了企业生产的成本。此外，该石墨烯生成炉的收集装置也没有降温措施，收集效果并不理想。因此研发一款可以解决上述问题的石墨烯制备装置，成为了本领域亟待解决的课题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，提供一种石墨烯连续生产设备。本实用新型具有石墨烯收集效率较高的特点，避免了收集装置的频繁拆卸，且本实用新型安装、拆卸非常方便，提高了工作效率，节省了人力成本。此外，本实用新型还可以快速降低收集时的气体温度，进一步提高石墨烯收集效率。

本实用新型的技术方案：一种石墨烯连续生产设备，包括石墨烯生成炉，石墨烯生成炉的进口设有第一进气管和第二进气管，石墨烯生成炉内设有金属网，石墨烯生成炉的出口设有连接管；其特征在于：所述连接管连接有石墨烯收集装置，石墨烯收集装置包括与连接管连接的降温管，降温管的内部设有空腔，空腔内设有石墨烯收集盒，石墨烯收集盒包括下盒体和上盒体，下盒体的一侧与上盒体的一侧铰接，下盒体的内部设有多个第一卡槽，上盒体的内部设有多个与第一卡槽相对设置的第二卡槽；下盒体的两侧对称设有通道，通道内设有移动杆，移动杆上设有多个卡块；所述的通道的侧部还设有多个容纳卡块用的卡块槽，卡块槽与第一卡槽相连通；所述的移动杆的端部设有连接轴承，移动杆经连接轴承连接有螺纹杆，下盒体的侧壁上设有与螺纹杆相配合的螺纹孔，螺纹杆穿过螺纹孔且端部设有旋钮；所述的下盒体的侧部还设有排气管。

前述的一种石墨烯连续生产设备中，所述石墨烯生成炉的顶部设有抽气管，抽气管上设有抽气阀门。

前述的一种石墨烯连续生产设备中，所述连接管上设有调节阀门。

前述的一种石墨烯连续生产设备中，所述降温管的表层和空腔之间还设有中间腔，中间腔内设有螺旋水管；降温管的上部设有进水管，降温管下部设有出水管，螺旋水管的一端与进水管连接，螺旋水管的另一端与出水管连接。

前述的一种石墨烯连续生产设备中，所述下盒体的外侧壁上设有滑轨，所述的空腔的底部设有与滑轨相配合的滑槽。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型通过在石墨烯收集盒内设置多个相互配合的第一卡槽和第二卡槽，使得石墨烯收集盒内能够放置多个收集网，一方面可以在收集网上附着更多的石墨烯，提高连续生产的时间，另一方面也避免了因收集网易饱和导致的频繁拆卸，从而使得该装置具有石墨烯收集效率较高的特点。本实用新型通过移动杆、螺纹杆和旋钮之间结构连接的设置，使得收集网安装、拆卸也非常方便，提高了工作效率，节省了人力成本。此外，本实用新型通过设置降温管，在降温管的中间腔内设置螺旋水管，利用水冷法对高温气体进行冷却，可以快速降低收集时的气体温度，加速石墨烯在收集网上的附着，进一步提高石墨烯收集效率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是降温管的内部结构示意图；

图3是石墨烯收集盒的结构示意图；

图4是石墨烯收集盒无收集网时的局部放大图；

图5是石墨烯收集盒有收集网时的局部放大图。

附图中的标记为：1-石墨烯生成炉，2-连接管，3-降温管，4-空腔，5-石墨烯收集盒，6-进水管，7-出水管，8-螺旋水管，9-下盒体，10-第一卡槽，11-移动杆，12-螺纹杆，13-旋钮，14-排气管，15-上盒体，16-第二卡槽，17-抽气管，18-抽气阀门，19-调节阀门，20-卡块，21-第一进气管，22-第二进气管，23-金属网，24-石墨烯收集装置，25-卡块槽，26-滑轨，27-中间腔,28-通道，29-连接轴承，30-螺纹孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。

实施例：一种石墨烯连续生产设备，构成如图1所示，包括石墨烯生成炉1，石墨烯生成炉1的进口设有第一进气管21和第二进气管22，将原实用新型中的一个进气管改为两个，分别通入氩气和甲烷，且第一进气管21和第二进气管22上均设置气阀，方便控制进气，石墨烯生成炉1内设有金属网23，用于催化石墨烯生成，石墨烯生成炉1的出口设有连接管2，所述连接管2连接有石墨烯收集装置24，石墨烯收集装置24包括与连接管2连接的降温管3，降温管3的内部设有空腔4，空腔4内设有石墨烯收集盒5，石墨烯收集盒5包括下盒体9和上盒体15，下盒体9的一侧与上盒体15的一侧铰接，下盒体9的内部设有多个第一卡槽10，上盒体15的内部设有多个与第一卡槽10相对设置的第二卡槽16，通过第一卡槽10和第二卡槽16的配合来卡合收集网；下盒体9的两侧对称设有通道28，通道28内设有移动杆11，移动杆11上设有多个卡块20，卡块20用于固定收集网；所述的通道28的侧部还设有多个容纳卡块20用的卡块槽25，卡块槽25与第一卡槽10相连通；所述的移动杆11的端部设有连接轴承29，移动杆11经连接轴承29连接有螺纹杆12，下盒体9的侧壁上设有与螺纹杆12相配合的螺纹孔30，螺纹杆12穿过螺纹孔30且端部设有旋钮13，通过旋转旋钮13可控制移动杆11沿通道移动；所述的下盒体9的侧部还设有排气管14，方便石墨烯生成后废气的排放，下盒体9的另一侧的外壁设有环形切面，空腔4内设有对应环形切面，且对应的环形切面上设有密封圈，避免漏气。

所述石墨烯生成炉1的顶部设有抽气管17，抽气管17上设有抽气阀门18，方便在石墨烯制备开始前将石墨烯生成炉1内的空气抽空，避免空气对石墨烯生成产生影响，原实用新型的设计是先向石墨烯生成炉1内通入氩气，利用氩气将炉内空气赶出，此方法会造成原料的浪费，增加成本，改进后可避免原料浪费。

所述连接管2上设有调节阀门19，方便控制含石墨烯的气体在连接管2中的流速。

所述降温管3的表层和空腔4之间还设有中间腔27，中间腔27内设有螺旋水管8；降温管3的上部设有进水管6，降温管3下部设有出水管7，螺旋水管8的一端与进水管6连接，螺旋水管8的另一端与出水管7连接，利用水冷法对高温气体进行降温，加速石墨烯附着在收集网上。

所述下盒体9的外侧壁上设有滑轨26，所述的空腔4的底部设有与滑轨26相配合的滑槽，方便推动石墨烯收集盒5。

工作原理：本实用新型开始工作时，通过抽气管17将石墨烯生成炉1内的空气抽空，使得石墨烯生成炉1内处于真空状态，然后从第一进气管21和第二进气管22分别以一定的速率向石墨烯生成炉1内通入氩气和甲烷，同时，对石墨烯生成炉1进行加热，通过金属网的催化，石墨烯在金属网上生成，之后，开启调节阀门19到一定程度，金属网上的石墨烯在气体流动过程中被输送至石墨烯收集盒5中，从进水管6向降温管3中通入冷水，冷水流经螺旋水管8，从出水管7流出，使得降温管3能够对含有石墨烯的气体进行冷却，加速石墨烯在收集网上的附着，最后气体从排气管14流出。更换收集网时，向外抽出石墨烯收集盒5，打开上盒体15，逆时针旋转旋钮13，螺纹杆12被带动逆时针旋转的同时，沿通道向左移动，带动移动杆11向左移动，卡块20松开收集网，对收集网进行更换，再顺时针旋转旋钮13，使得卡块20重新卡紧收集网，转动上盒体15，使上盒体15与下盒体9闭合，再将石墨烯收集盒5推至降温管3内即可。