一种碳材料制品循环利用系统的制作方法

本发明涉及碳材料制品，具体而言，涉及一种碳材料制品循环利用系统。

背景技术：

1、氧化石墨烯薄片是石墨粉末经化学氧化及剥离后的产物，氧化石墨烯是单一的原子层，可以随时在横向尺寸上扩展到数十微米。因此，其结构跨越了一般化学和材料科学的典型尺度。氧化石墨烯可视为一种非传统型态的软性材料，具有聚合物、胶体、薄膜，以及两性分子的特性。

2、而在氧化石墨烯生产过程中，工厂中产生的废料和废液不能够重复利用，并且还会浪费大量的水资源，因此我们提出了一种碳材料制品循环利用系统。

技术实现思路

1、本申请提供了一种碳材料制品循环利用系统，以解决工厂中产生的废料和废液不能够重复利用，并且还会浪费大量的水资源的问题。

2、或者，

3、为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供了一种碳材料制品循环利用系统，包括：

4、反应釜，所述反应釜通过管路连接第一压滤机，且反应釜和第一压滤机组成生产氧化石墨烯系统；

5、第一反应罐，所述第一反应罐通过管路连接有第二压滤机，且第一反应罐和第二压滤机组成生产可膨胀石墨系统；

6、第二反应罐，所述第二反应罐通过管路连接有第三压滤机，且第二反应罐和第三压滤机组成生产纳米管提纯系统；

7、所述生产氧化石墨烯系统、生产可膨胀石墨系统和生产纳米管提纯系统通过管路系统连接废水调节池和回用水池。

8、可选地，所述废水调节池和回用水池之间从左到右依次设有中和处理罐、沉淀池、澄清池、变孔隙过滤器、超滤装置、纳滤装置和反渗透装置。

9、可选地，所述废水调节池、中和处理罐、沉淀池、澄清池、变孔隙过滤器、超滤装置、纳滤装置、反渗透装置和回用水池之间均依次通过管路连接。

10、可选地，所述纳滤装置过滤后的液体冷却结晶后形成副产品盐。

11、可选地，所述纳滤装置过滤的水通过管路进入回用水池内。

12、可选地，所述生产氧化石墨烯系统包括如下工艺：

13、将设定量的硫酸导入反应釜中，开启制冷机循环制冷，反应釜内温度保持在设定范围内，加入设定量石墨粉，搅拌设定的时间；

14、加入设定量高锰酸钾，投料结束后继续搅拌低温插层剥离反应设定时间；

15、升温至设定温度继续中温氧化剥离反应设定时间；

16、加设定量的室温纯水，同时升温，控制反应温度在设定温度区间内，实时监测温度，当物料温度低于设定温度时，缓慢加入设定温度纯水至设定量，控制物料温度在设定温度下进行高温氧化剥离反应设定时间；

17、高温氧化剥离反应后，使得物料通入第一压滤机中进行压滤处理，且压滤处理后采集回收酸1，并且沉淀的物体采用设定比例的盐酸洗涤后压滤，且重复3次，然后进行沉淀和干燥，而形成氧化石墨烯。

18、可选地，所述洗涤后压滤的二次洗涤用定量且定温的纯水洗设定时间后进行二次压滤，且洗涤后压滤的三次洗涤使用盐酸与去离子水进行洗涤。

19、可选地，所述生产可膨胀石墨系统包括如下工艺：

20、将回收酸1的硫酸浓度调整至设定浓度，降温至设定温度以下，随后将设定量可膨胀石墨加入到反应罐中；

21、搅拌设定时间后加入设定比例的高锰酸钾，搅拌设定时间，而进行插层反应和氧化反应；

22、反应后的液体进入第二压滤机压滤，将压滤液回收称回收酸2，且回收酸2经过蒸馏处理获得一定浓度浓硫酸；

23、且第二压滤机压滤的沉淀，加入设定比例的双氧水，反应设定时间，而去除高锰酸钾，最后经压滤洗涤获得可膨胀石墨以及废酸液。

24、可选地，所述生产纳米管提纯系统包括如下工艺：

25、将设定量镍系碳管溶于回收酸2与盐酸、去离子水的设定比例的溶液中在第二反应罐进行一次反应，且固液比为设定的比例，反应温度为设定温度，反应时间为设的时间，随后离心甩干，形成沉淀和压滤废酸，并且将压滤废酸中和后排出；

26、沉淀经过压滤洗涤，形成回收酸3和沉淀，且沉淀经过三次洗涤后形成高纯碳纳米管，并且二次反应使用设定浓度的盐酸。

27、可选地，所述生产氧化石墨烯系统、生产可膨胀石墨系统和生产纳米管提纯系统中产生的洗涤废水、废酸液和压滤废酸均通过管道通入废水调节池内，所述回用水池通过管道为生产氧化石墨烯系统中的压滤洗涤、生产可膨胀石墨系统的压滤洗涤和生产纳米管提纯系统的一次反应、二次反应、洗涤一次、洗涤二次和洗涤三次进行供水。

28、本发明的有益效果为：

29、通过设备的整体结构，进行可膨胀石墨制备约可制备500kg可膨胀石墨；经一次压滤后，剩余酸液质量约为1150公斤，浓度降至72％±2％，经酸液提纯工序，约可产生445l95％浓度浓硫酸，酸液回收率约为61％；将生产的500kg可膨胀石墨洗净需20立方去离子水，而提纯碳纳米管与用水的比例约为1：200，因此，碳纳米管提纯需每罐提纯100kg，方可能满足可膨胀石墨清洗量，此外，洗涤废水也会进行水处理进行净化重复利用，不仅能够大大的节约水资源，而且资源能够重复利用，即循环用酸，减少环境污染，节约中和成本，且循环用水，减少生产成本。

技术特征：

1.一种碳材料制品循环利用系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种碳材料制品循环利用系统，其特征在于：所述废水调节池和回用水池之间从左到右依次设有中和处理罐、沉淀池、澄清池、变孔隙过滤器、超滤装置、纳滤装置和反渗透装置。

3.根据权利要求2所述的一种碳材料制品循环利用系统，其特征在于：所述废水调节池、中和处理罐、沉淀池、澄清池、变孔隙过滤器、超滤装置、纳滤装置、反渗透装置和回用水池之间均依次通过管路连接。

4.根据权利要求3所述的一种碳材料制品循环利用系统，其特征在于：所述纳滤装置过滤后的液体冷却结晶后形成副产品盐。

5.根据权利要求4所述的一种碳材料制品循环利用系统，其特征在于：所述纳滤装置过滤的水通过管路进入回用水池内。

6.根据权利要求1所述的一种碳材料制品循环利用系统，其特征在于：所述生产氧化石墨烯系统包括如下工艺：

7.根据权利要求6所述的一种碳材料制品循环利用系统，其特征在于：所述洗涤后压滤的二次洗涤用定量且定温的纯水洗设定时间后进行二次压滤，且洗涤后压滤的三次洗涤使用盐酸与去离子水进行洗涤。

8.根据权利要求1所述的一种碳材料制品循环利用系统，其特征在于：所述生产可膨胀石墨系统包括如下工艺：

9.根据权利要求1所述的一种碳材料制品循环利用系统，其特征在于：所述生产纳米管提纯系统包括如下工艺：

10.根据权利要求1所述的一种碳材料制品循环利用系统，其特征在于：所述生产氧化石墨烯系统、生产可膨胀石墨系统和生产纳米管提纯系统中产生的洗涤废水、废酸液和压滤废酸均通过管道通入废水调节池内，所述回用水池通过管道为生产氧化石墨烯系统中的压滤洗涤、生产可膨胀石墨系统的压滤洗涤和生产纳米管提纯系统的一次反应、二次反应、洗涤一次、洗涤二次和洗涤三次进行供水。

技术总结
本发明涉及碳材料制品技术领域，具体而言，涉及一种碳材料制品循环利用系统，包括：反应釜，所述反应釜通过管路连接第一压滤机，且反应釜和第一压滤机组成生产氧化石墨烯系统；所述第一反应罐通过管路连接有第二压滤机，且第一反应罐和第二压滤机组成生产可膨胀石墨系统；第二反应罐，所述第二反应罐通过管路连接有第三压滤机，且第二反应罐和。第三压滤机组成生产纳米管提纯系统；所述生产氧化石墨烯系统、生产可膨胀石墨系统和生产纳米管提纯系统通过管路系统连接废水调节池和回用水池。通过设备的整体结构，不仅能够大大的节约水资源，而且资源能够重复利用，即循环用酸，减少环境污染，节约中和成本，且循环用水，减少生产成本。

技术研发人员：栾小贺,高洪国,王赛,史良
受保护的技术使用者：青岛洛唯新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14