一种基于界面组装法的石墨烯薄膜制备装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型提供一种基于界面组装法的石墨烯薄膜制备装置，属于工业生产技术领域。
【背景技术】
[0002]石墨烯是由碳原子紧密堆积成的二维蜂窝状晶格结构，可作为其他碳质材料(金刚石、石墨、碳纳米管等)的基本组成单元。石墨烯独特的结构赋予了其优异的物理和化学性能，如优异的力学性能、优异的导电性和导热性，极大的比表面积等。这些出众的特点使石墨烯在高性能复合材料、透明导电薄膜、传感器、纳米电子元件及储能器件等领域具有广泛的应用前景。
[0003]界面组装法利用氧化石墨烯溶液所在的界面处的物理化学性质，使氧化石墨烯溶液在界面处自发地排列结合，可获得氧化石墨烯薄膜，薄膜厚度可通过氧化石墨烯溶液的用量和浓度控制。界面组装法生成的薄膜呈现较好的均匀性和可控性，是实现大规模生产石墨烯薄膜的重要方法。
[0004]传统的生产石墨烯薄膜的装置，结构复杂，操作繁琐，所制备出的石墨烯薄膜均匀性和导电性较差，不适合大规模生产，经济效益差。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是针对以上不足之处，提供了一种基于界面组装法的石墨烯薄膜制备装置。
[0006]本实用新型解决技术问题所采用的方案是一种基于界面组装法的石墨烯薄膜制备装置，依次包括用于将氧化石墨烯溶液反应制成氧化石墨烯薄膜的反应系统、用于将氧化石墨烯薄膜还原成为石墨烯薄膜的还原系统，所述反应系统经传送机构与还原系统连接，所述传送机构上设置有用于干燥处理的干燥系统。
[0007]进一步的，所述反应系统包括用于盛装氧化石墨烯溶液的加热槽，所述加热槽的底部设置有若干加热棒。
[0008]进一步的，所述还原系统包括用于盛装硼氢化钠溶液的还原槽。
[0009]进一步的，所述传送机构包括经电机驱动运转的第一传送带、第二传送带、第三传送带，所述第二传送带的输出端与第三传送带的输入端连接，所述第一传送带的输入端位于加热槽内部，第一传送带的输出端位于加热槽外部，所述第二传送带的输出端与第三传送带的输入端均位于还原槽内部，第二传送带的输入端与第三传送带的输出端均位于还原槽外部。
[0010]进一步的，所述第一传送带的输出端与第二传送带的输入端之间设置有板件，还设置有分置于所述板件的上下面侧用于挤压氧化石墨烯薄膜的压辊，所述第二传送带的输出端上方设置有引导板。
[0011]进一步的，所述干燥系统包括第一干燥器与第二干燥器，所述第一干燥器设置于第一传送带的近输出端上方，所述第二干燥器设置于第三传送带的近输出端上方。
[0012]与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果:该基于界面组装法的石墨烯薄膜制备装置是基于界面组装法并结合化学还原法的制备装置，在界面组装出氧化石墨烯薄膜之后，通过硼氢化钠溶液还原成导电性能更好的石墨烯薄膜。该装置的操作简单、耗时少、产量大，所制备出的石墨烯薄膜均匀性和导电性良好、结构致密性能良好，适合大规模生产，具有良好的经济效益。
【附图说明】
[0013]下面结合附图对本实用新型专利进一步说明。
[0014]图1为该实用新型的结构示意图；
[0015]图中:
[0016]1-反应系统；2_还原系统；3_传送机构；4_干燥系统；5_加热槽；6_加热棒；7-还原槽；8_第一传送带；9_第二传送带；10_第三传送带；11_板件；12_压辊；13_引导板；14-第一干燥器；15_第二干燥器。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进一步说明。
[0018]如图1所示，一种基于界面组装法的石墨烯薄膜制备装置，依次包括用于将氧化石墨烯溶液反应制成氧化石墨烯薄膜的反应系统1、用于将氧化石墨烯薄膜还原成为石墨烯薄膜的还原系统2，所述反应系统经传送机构3与还原系统连接，所述传送机构上设置有用于干燥处理的干燥系统4，氧化石墨稀溶液的浓度为2?4mg/mL。
[0019]在本实施例中，所述反应系统包括用于盛装氧化石墨烯溶液的加热槽5，所述加热槽的底部设置有若干加热棒6，其中加热槽的加热温度为70°C?90°C。
[0020]在本实施例中，所述还原系统包括用于盛装硼氢化钠溶液的还原槽7。
[0021]在本实施例中，所述传送机构包括经电机驱动运转的第一传送带8、第二传送带9、第三传送带10，所述第二传送带的输出端与第三传送带的输入端连接，所述第一传送带的输入端位于加热槽内部，第一传送带的输出端位于加热槽外部，所述第二传送带的输出端与第三传送带的输入端均位于还原槽内部，第二传送带的输入端与第三传送带的输出端均位于还原槽外部。
[0022]在本实施例中，所述第一传送带的输出端与第二传送带的输入端之间设置有板件11，还设置有分置于所述板件的上下面侧用于挤压氧化石墨烯薄膜的压辊12，可挤压氧化石墨烯薄膜内部的空隙，使其结构更为紧密，所述第二传送带的输出端上方设置有引导板13ο
[0023]在本实施例中，所述干燥系统包括第一干燥器14与第二干燥器15，所述第一干燥器设置于第一传送带的近输出端上方，用于干燥在加热槽中反应生成的氧化石墨烯薄膜，所述第二干燥器设置于第三传送带的近输出端上方，用于干燥在还原槽中被还原的石墨烯薄膜。
[0024]具体实施过程:加热槽中装氧化石墨烯溶液，加热至80°C，一段时间之后，由于界面效应的作用会在其表面生成氧化石墨烯薄膜，通过第一传送带将氧化石墨烯薄膜带入第一干燥器中进一步干燥；干燥后的氧化石墨烯薄膜在通过板件、压辊时，由于压力的挤压作用，可以将氧化石墨烯薄膜内部的空隙挤出，使其内部结构更加紧密；通过第二传送带和引导板的作用，将氧化石墨烯薄膜带入硼氢化钠溶液中还原，使氧化石墨烯薄膜还原成石墨烯薄膜；石墨烯薄膜通过第三传送带带入第二干燥器中干燥，生成最终产物。
[0025]上列较佳实施例，对本实用新型的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于界面组装法的石墨烯薄膜制备装置，其特征在于:依次包括用于将氧化石墨烯溶液反应制成氧化石墨烯薄膜的反应系统、用于将氧化石墨烯薄膜还原成为石墨烯薄膜的还原系统，所述反应系统经传送机构与还原系统连接，所述传送机构上设置有用于干燥处理的干燥系统。2.根据权利要求1所述的基于界面组装法的石墨烯薄膜制备装置，其特征在于:所述反应系统包括用于盛装氧化石墨烯溶液的加热槽，所述加热槽的底部设置有若干加热棒。3.根据权利要求2所述的基于界面组装法的石墨烯薄膜制备装置，其特征在于:所述还原系统包括用于盛装硼氢化钠溶液的还原槽。4.根据权利要求3所述的基于界面组装法的石墨烯薄膜制备装置，其特征在于:所述传送机构包括经电机驱动运转的第一传送带、第二传送带、第三传送带，所述第二传送带的输出端与第三传送带的输入端连接，所述第一传送带的输入端位于加热槽内部，第一传送带的输出端位于加热槽外部，所述第二传送带的输出端与第三传送带的输入端均位于还原槽内部，第二传送带的输入端与第三传送带的输出端均位于还原槽外部。5.根据权利要求4所述的基于界面组装法的石墨烯薄膜制备装置，其特征在于:所述第一传送带的输出端与第二传送带的输入端之间设置有板件，还设置有分置于所述板件的上下面侧用于挤压氧化石墨烯薄膜的压辊，所述第二传送带的输出端上方设置有引导板。6.根据权利要求5所述的基于界面组装法的石墨烯薄膜制备装置，其特征在于:所述干燥系统包括第一干燥器与第二干燥器，所述第一干燥器设置于第一传送带的近输出端上方，所述第二干燥器设置于第三传送带的近输出端上方。
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于界面组装法的石墨烯薄膜制备装置，依次包括用于将氧化石墨烯溶液反应制成氧化石墨烯薄膜的反应系统、用于将氧化石墨烯薄膜还原成为石墨烯薄膜的还原系统，所述反应系统经传送机构与还原系统连接，所述传送机构上设置有用于干燥处理的干燥系统。该基于界面组装法的石墨烯薄膜制备装置是基于界面组装法并结合化学还原法的制备装置，在界面组装出氧化石墨烯薄膜之后，通过硼氢化钠溶液还原成导电性能更好的石墨烯薄膜。该装置的操作简单，所制备出的石墨烯薄膜均匀性和导电性良好，适合大规模生产，具有良好的经济效益。
【IPC分类】C01B31/04
【公开号】CN204999618
【申请号】CN201520725052
【发明人】于岩, 张复伟, 李冲, 温清娟
【申请人】福州大学
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年9月18日