制备石墨烯的设备的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种制备石墨烯的设备，属于制备石墨烯粉末设备领域，旨在提供让设备的冷却效果更加效率。其技术方案要点是：包括反应室、第一气体入口、第二气体入口、物料入口，样品收集室，样品收集室依次与一个样品通道和一个最终取样室相连，所述样品通道的内壁设置有用于加长石墨烯下落行程的冷却机构。本实用新型适用于制备石墨烯粉末领域。
【专利说明】
制备石墨丨布的设备
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种制备石墨烯的设备。
【背景技术】
[0002]石墨烯是单原子厚度的碳原子层，是碳原子以sP2杂化碳原子形成的厚度仅为单层原子的六角平面的排列成蜂巢晶格(honeycomb crystal lattice)的单层二维晶体。石墨烯是已知材料中最薄的一种，还非常牢固坚硬，石墨烯的制备方法有很多，专利号为CN201210254193.4的中国专利《制备石墨烯的设备、方法及制得的石墨烯》，包括:一个反应室，其除底壁之外的壁上具有第一气体入口和第二气体入口和一个物料入口，并且其底壁可以打开，和一个位于反应室下方的样品收集室。使用该设备制备石墨烯的方法，包括:步骤一，将石墨氧化物从物料入口投入反应室中，并通过一个气体入口向反应室内通入惰性气体，使整个室内充满惰性气体，步骤二，转换为通过另一个气体入口向反应室中通入热惰性气体，使石墨氧化物反应，和步骤三，由气体入口对着反应室的底壁吹惰性气体，使该底壁打开，生成的石墨烯在惰性气体的吹送下进入样品收集室。
[0003]上述这种制备石墨烯的设备、方法及制得的石墨烯虽然解决了石墨烯的规模化生产，但是石墨烯经过高温氧化制成后，温度较高，所以需要对石墨烯进行降温来收集，而此设备的冷却方法是让生成的石墨烯通过自身的重力和气流进入样品通道进行冷却，而样品通道较短，导致石墨烯冷却过程较短，当高温石墨烯通过样品通道后，并不能对石墨烯进行完全冷却，还需要等待最终收集室内的石墨烯完全冷却后才能收集，这个过程需要花费的时间较多且冷却效果不明显，所以如何提高石墨烯的冷却效率成为了急需解决的问题。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种制备石墨稀的设备，其能够提尚石墨稀的冷却效率。
[0005]本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:包括反应室、第一气体入口、第二气体入口、物料入口，样品收集室，样品收集室依次与一个样品通道和一个最终取样室相连，其特征是:所述样品通道的内壁设置有用于加长石墨烯下落行程的冷却机构。
[0006]通过上述方案，石墨烯是在反应室内经过惰性气体对石墨氧化物的氧化还原制成，制备成功后的石墨烯温度较高，需要对石墨烯进行降温，石墨烯通过样品收集室进入样品通道进行降温，在样品通道内设置加大石墨烯在样品通道内行程的冷却机构，样品通道内的冷却机构对高温的石墨烯进行冷却处理，最终能够收集到石墨烯，冷却机构可以加快石墨烯的冷却过程，且大大提高冷却效果，能够很效率的得到石墨烯。
[0007]进一步的，所述冷却机构包括若干第一挡板和若干第二挡板，若干第一挡板沿样品通道的侧壁竖直方向间隔均匀排列，所述第一挡板的一端与样品通道固定连接，另一端向下倾斜并延伸至样品通道的另一侧与样品通道之间具有间隙，所述第二挡板设置在样品通道相对第一挡板的一侧并且沿竖直方向间隔均匀排列，所述第二挡板设置在两个第一挡板之间并且向下倾斜延伸至第一挡板连接的侧壁并具有间隙。
[0008]通过上述方案，冷却机构包括若干第一挡板和第二挡板，在交替型上方设置的是用于挡住石墨烯直接下落的第一挡板，第一挡板一端与样品通道固定连接，第一挡板另一端向样品通道第二侧壁倾斜向下延伸并与样品通道之间形成间隙，倾斜是为了让石墨烯更好的利用自身重力和惰性气体的气流更好的向第二挡板滑动，间隙用来让石墨烯从第一挡板滑下后传送到第二挡板，第一挡板下方设有用于承接石墨烯的第二挡板，第二挡板的一端固定连接到样品通道，另一端向样品通道第一侧壁倾斜向下延伸并与样品通道形成间隙，按此规律依次排列，这样设置第一挡板和第二挡板大大加大了石墨烯在样品通道内的存留时间，能够加大石墨烯在样品通道内的冷却行程，从而更好的让石墨烯快速的冷却，提尚了石墨稀的冷却效率。
[0009]进一步的，所述交替型与样品通道之间的间隙处设有第三气体入口。
[0010]通过上述方案，在间隙处设有第三气体入口，第三气体入口用于通入惰性气体，惰性气体一方面可以为石墨稀提供动力，另一方面也可以更好的冷却石墨稀，进一步提尚了石墨烯冷却的效率。
[0011]进一步的，所述间隙处设有第三气体入口，所述第三气体入口的出风方向与第三气体入口下方的第一挡板、第二挡板向下倾斜的方向一致。
[0012]通过上述方案，把第三气体入口的出风方向设置为吹向下方的挡板向下倾斜的方向，这样可以利用该吹风的动力带动石墨稀运动起来，给石墨稀提供一种动力，让石墨稀更好的向下一步运动，进一步提尚了冷却的效率。
[0013]进一步的，所述冷却机构为螺旋管，所述螺旋管一端与样品收集室连通，另一端与最终取样室连通。
[0014]通过上述方案，把冷却机构设为用于冷却石墨烯的螺旋管，螺旋管的两端分别与样品的收集室和最终取样室连通，螺旋管可以增加石墨烯在样品通道内的冷却面积，进而加大了石墨烯的冷却效率，石墨烯从样品收集室内进入螺旋管，石墨烯在螺旋管内由上向下利用自身的重力和惰性气体的气流运动到最终取样室内，在这个运动的过程中，加大了石墨烯在样品通道内的冷却行程，使石墨烯快速的冷却，冷却效果有了大大的提高，提高了石墨烯的冷却效率。
[0015]进一步的，所述螺旋管的螺旋中心紧贴螺旋管固定连接有震动管。
[0016]通过上述方案，在螺旋管的螺旋中心紧贴螺旋管固定连接有震动管，震动管是为了让螺旋管内的石墨烯更好的传输到最终取样室内，螺旋管的管道比较长，可能由于石墨烯的动力不足，会有部分石墨烯存留在螺旋管当中，所以加个震动管，可以对螺旋管进行震动，使石墨烯能够从螺旋管内很好的运输到最终取样室内。
[0017]进一步的，所述螺旋管与样品收集室和最终取样室的连通处设有橡胶垫。
[0018]通过上述方案，在螺旋管与样品收集室和最终取样室的连通处设有橡胶垫，由于在螺旋管处加了震动管，所以螺旋管会不断震动，进而会造成螺旋管与样品收集室和最终取样室的连通处会发生裂开等状况，所以在连通处设置橡胶垫，可以避免螺旋管与样品收集室和最终取样室的直接连接，起到一定的防震作用，达到保护螺旋管的效果，让螺旋管更加有效的保证冷却石墨烯，进而提高冷却石墨烯的效率。
[0019]综上所述，本实用新型具有以下有益效果:
[0020]1、第一挡板与第二挡板和螺旋管大大提高了石墨烯在样品通道的冷却行程，进一步提高了冷却效率，比起自然冷却节省了较多时间；
[0021]2、在螺旋管处设有震动管、橡胶垫更好的配合螺旋管对石墨烯的冷却。
【附图说明】
[0022]图1为实施例1用于体现冷却机构的结构示意图；
[0023]图2为图1中实施例1的体现样品通道的结构示意图；
[0024]图3为图1中实施例2的体现样品通道的结构示意图。
[0025]图中:1、第一气体入口；2、反应室;3、物料入口；4、第二气体入口；5、底壁;6、样品收集室;7、样品通道;8、最终取样室;9、第三气体入口； 10、第一挡板;11、第二挡板;12、螺旋管；13、震动管；14、橡胶垫;15、间隙。
【具体实施方式】
[0026]以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
[0027]实施例1:一种制备石墨烯的设备，如图1所示，包括一个用于氧化还原石墨氧化物的反应室2，在反应室2的正上方设有一个与反应室2连通的物料入口 3，用于向反应室2内提供石墨氧化物，反应室2设有底壁5，底壁5是可以被具有一定流速的气体吹动打开的，底壁5分为两块，这两块底壁5是通过两个可旋转的轴连接到反应室2的侧壁上，在每块底壁5下面都设有压力气动传感器，当有一定流速的气体对着底壁5吹时，会产生一定的压力，压力气动传感器感应到压力，就自动打开底壁5，在反应室2的侧壁上设有一个用于向反应室2内充入惰性气体的第一气体入口 I，且第一气体入口 I的方向与反应室2的底壁5倾斜设置，这样有利于第一气体入口 I打开底壁5，在反应室2的侧壁上还设有一个用于向反应室2内充入高温惰性气体的第二气体入口 4，第二气体入口 4的方向与反应室2的底壁5平行，这样第二气体入口 4工作时不会影响底壁5的闭合，在反应室2的下方连通一个样品收集室6，在样品收集室6的下方连通一个用于传输和冷却高温石墨烯的样品通道7。
[0028]如图1所示，在样品通道7内设有用于冷却石墨烯的若干第一挡板10和第二挡板11，在样品通道7内的最上方设有用于阻挡石墨烯直接垂直经过样品通道7的第一挡板10，第一挡板10—端与样品通道7固定连接，另一端向样品通道7倾斜向下延伸并与样品通道7连接第一挡板10的对侧形成间隙15，倾斜向下是为了能够让石墨烯由于自身的重力和惰性气体的气流自然地顺着第一挡板10滑下，留有间隙15是为了让石墨烯能够通过第一挡板10进入到第二挡板11，第一挡板10下方设有同第一挡板10作用相同的第二挡板11，第二挡板11的一端固定连接到样品通道7连接第一挡板10的对侧，另一端向样品通道7连接第一挡板10的一侧倾斜向下延伸并与样品通道7之间形成间隙15，倾斜度和间隙15大小与第一挡板10的相同，按照第一挡板10和第二挡板11的规律在第二挡板11下方依次类推排列。
[0029]如图2所示，在样品通道7的间隙15处设有第三气体入口 9，第三气体入口 9的出风方向与第三气体入口 9下方的挡板的倾斜方向一致，第三气体入口 9吹入的是温度较低的惰性气体，这样既可以给石墨烯提供一种动力又可以利用温度较低的惰性气体直接对石墨烯进行降温，可以配合第一挡板10和第二挡板11对石墨烯进行有效的冷却，可以大大提高石墨烯的冷却效率，在样品收集室6的下方设有一个最终取样室8，用于取出冷却完成后的石墨稀。
[0030]具体实施过程:石墨氧化物通过物料入口3进入反应室2内，然后通过第一气体入口 I把反应室2内充满惰性气体，然后再打开第二气体入口 4向反应室2内通入高温的惰性气体，高温的惰性气体对石墨氧化物进行氧化还原，使石墨氧化物成为石墨烯，然后打开第一气体入口 I对着反应室2的底壁5吹入惰性气体，使底壁5打开，让高温的石墨烯落入到样品收集室6内，然后进入样品通道7内，当石墨烯进入样品通道7后，首先会落在第一挡板10上，然后顺着倾斜向下的第一挡板10向下运动，然后配合第三气体入口 9吹出的惰性气体，给石墨烯提供动力的同时惰性气体也对石墨烯进行降温，石墨烯运动到间隙15处掉落到第二挡板11上，再通过倾斜向下的第二挡板11运动到间隙15处向下运动，石墨烯依此规律运动，最终运动到了最终取样室8内，第一挡板10和第二挡板11加大了石墨烯在样品通道7内的运动过程，不会让石墨烯自然冷却，提高了石墨烯的冷却效率。
[0031]实施例2:—种制备石墨烯的设备，与实施例1不同的是，如图3所示，在样品通道7内设有用于增加石墨烯在样品通道7的冷却行程的螺旋管12，螺旋管12是在样品通道7内螺旋固定连接到样品收集室6和最终取样室8，石墨烯通过样品收集室6进入螺旋管12内，螺旋管12的螺旋中心紧贴螺旋管12设有震动管13，震动管13是为了对螺旋管12进行震动以使螺旋管12内的石墨烯顺利通过螺旋管12最终进入到最终取样室8。在螺旋管12的两端均固定连接有用于防止震动以保护螺旋管12安全固定连接到样品收集室6和最终取样室8的橡胶垫14，该橡胶垫14要选择耐高温材料制成，因为反应室2内的温度较高，石墨烯经过样品收集室6进入螺旋管12内温度也是非常高，所以橡胶垫14要选择耐高温的材料制作而成。
[0032]具体实施过程:高温的石墨烯经过样品收集室6进入到样品通道7内的螺旋管12内，石墨烯自身的重力以及惰性气体提供的动力配合震动管13对螺旋管的震动，使石墨烯能够在螺旋管12内沿螺旋管12运动，在这个过程中石墨烯被逐渐冷却，螺旋管12大大增加了石墨烯在样品通道7内的运动过程，可以提高石墨烯的冷却效率。
[0033]本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。
【主权项】
1.一种制备石墨烯的设备，包括反应室(2)、第一气体入口(1)、第二气体入口(4)、物料入口(3)，样品收集室(6)，样品收集室(6)依次与一个样品通道(7)和一个最终取样室(8)相连，其特征是:所述样品通道(7)的内壁设置有用于加长石墨烯下落行程的冷却机构，所述冷却机构包括若干第一挡板(10)和若干第二挡板(11)，若干第一挡板(10)沿样品通道(7)的侧壁竖直方向间隔均匀排列，所述第一挡板(10)的一端与样品通道(7)固定连接，另一端向下倾斜并延伸至样品通道(7)的另一侧与样品通道(7)之间具有间隙(15)，所述第二挡板(11)设置在样品通道(7)相对第一挡板(10)的一侧并且沿竖直方向间隔均匀排列，所述第二挡板(11)设置在两个第一挡板(10)之间并且向下倾斜延伸至第一挡板(10)连接的侧壁并具有间隙(15)。2.根据权利要求1所述的一种制备石墨烯的设备，其特征是:所述间隙(15)处设有第三气体入口( 9 )，所述第三气体入口( 9)的出风方向与第三气体入口( 9)下方的第一挡板(10 )、第二挡板(11)向下倾斜的方向一致。3.根据权利要求1所述的一种制备石墨烯的设备，其特征是:所述冷却机构为螺旋管(12)，所述螺旋管(12)—端与样品收集室(6)连通，另一端与最终取样室(8)连通。4.根据权利要求3所述的一种制备石墨烯的设备，其特征是:所述螺旋管(12)的螺旋中心紧贴螺旋管(12 )固定连接有震动管(13 )。5.根据权利要求4所述的一种制备石墨烯的设备，其特征是:所述螺旋管(12)与样品收集室(6)、最终取样室(8)的连通处均设有橡胶垫(14)。
【文档编号】C01B31/04GK205662321SQ201620446799
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月17日
【发明人】朱荣, 高巍, 何兵
【申请人】南京飞龙特种消防设备制造有限公司