一种新型石墨烯复合材料及其制备方法与流程

1.本发明属于石墨烯制备领域，具体的说是一种新型石墨烯复合材料及其制备方法。


背景技术：

2.石墨烯是从石墨材料中剥离出来，由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体，具有优异的电学、光学、热学和力学性能，被广泛用于制备各种高强度结构材料、催化剂、传感器和能源器件；石墨烯复合材料是一种有石墨烯与金属、无机非金属、有机高分子等材料复合而成的复合材料，产生原始组分不具备的性能。
3.公开号为cn105271198a的一项中国专利公开了石墨烯氧化物的制备和石墨烯的制备，包括a）石墨氧化得到包含石墨氧化物的混合物；b）将所得混合物稀释成分散体，c）将所得水分散体静置以除上层清液；d）任选重复步骤b）和c)；e）将除上层清液后所得残留物稀释成水分散体，然后分级过滤；f）将细筛筛上物干燥和粉碎；g）将粉碎物在惰性气氛中热膨胀；h）将热膨胀产物水洗和干燥；i）将干燥产物分散形成水分散体，然后超声、微波和/或高剪切作用，得石墨烯氧化物溶胶；和j）将石墨烯氧化物溶胶干燥，得石墨烯氧化物。该方法大大缩短石墨烯氧化物的制备，且石墨烯氧化物纯度高。本发明还涉及石墨烯的制备，该制备因石墨烯氧化物制备缩短而缩短，并且所制备石墨烯具有高纯度。
4.在石墨烯复合材料的制备过程中，为了提高各种材料之间的混合效果，将各种材料进行粉碎；但是粉碎之后的材料中任然会有少量体积较大的固体颗粒，若不去除，体积较大的固体颗粒则会与搅拌装置的内壁与搅拌桨发生碰撞，使得搅拌装置的内壁产生划痕，以及影响复合材料的制备质量。
5.为此，本发明提供一种新型石墨烯复合材料及其制备方法。


技术实现要素：

6.为了弥补现有技术的不足，解决背景技术中所提出的至少一个技术问题。
7.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种新型石墨烯复合材料及其制备方法，所述新型石墨烯复合材料由下列重量份的原料组成：石墨烯
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100氧化钙
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1-3锰
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0.5-2铬
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1-2硅
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1-2。
8.一种新型石墨烯复合材料的制备方法，该制备方法适用于上述的一种新型石墨烯复合材料，且制备方法包括以下步骤：s1：按比例将氧化钙、锰、铬和硅加入粉碎装置中进行粉碎，得到混合粉末；s2：将混合粉末加入筛分装置中，粉碎后的混合粉末向下散落，风扇产生横向的风
将下落的混合粉末吹向一侧的筛网板，质量中的大颗粒物受到风的影响小而落下，体积小的粉末穿过筛网板的网孔，体积大的颗粒被筛网板阻挡，体积与质量的颗粒由废料口排出，体积小和质量轻的从下料口排出，去除混合粉末中的大颗粒固体；s3：将筛分后的混合粉末和石墨烯加入搅拌装置中，通过搅拌装置的剧烈搅拌得到均匀的混合溶液：s4：将混合溶液导入沉淀装置中，去除上层清液，得到湿润的石墨烯复合材料；s5：再将湿润的石墨烯复合材料加入干燥装置中进行干燥除湿，得到干燥的石墨烯复合材料。
9.优选的，s2中所述的筛分装置包括箱体、加料口、下料口、废料口、筛网板、风扇箱、风扇和导料板；所述箱体设置有加料口，所述箱体的侧面固接有风扇箱，所述风扇箱的内部安装有风扇，所述风扇箱与箱体相邻的侧壁开设通风口，所述箱体靠近风扇箱的一侧底部连通有废料口，所述箱体远离风扇箱的一侧底部连通有下料口，所述箱体的内部安装有筛网板，所述筛网板的顶端与箱体靠近下料口一侧的顶壁固接，所述筛网板的底端与箱体靠近废料口一侧的底部固接，所述筛网板的网孔开设的高度高于废料口的顶部高度，所述筛网板的底部连通废料口，所述筛网板的网孔底部固接导料板，所述导料板与下料口的底壁固接；工作时，粉碎后的混合粉末从加料口加入箱体内，混合粉末从加料口向下散落，风扇将风扇箱外部的空气吸入风扇箱内，从通风口吹入箱体内，在箱体的内部形成横向的风，风将下落的混合粉末吹向一侧的筛网板，质量中的大颗粒物受到风的影响小而落下，体积小的粉末穿过筛网板的网孔，体积大的颗粒被筛网板阻挡，体积与质量的颗粒由废料口排出，体积小和质量轻的从下料口排出，实现了对混合粉末的筛分工作，提高了混合粉末的细密程度，降低了对搅拌装置的损伤，提高了石墨烯复合材料的制备质量。
10.优选的，所述筛网板的底部、导料板的底部和箱体的底部围成腔体，所述腔体的底部固接电机，所述电机的转轴固接转盘，所述转盘的外圈安装有叶形板，所述腔体的顶部固接镶板，所述镶板的底部凹槽内壁开设多个齿槽，所述叶形板的顶端与齿槽的内壁滑动配合；工作时，电机带动转盘转动，使得叶形板沿着齿槽滑动，使得镶板发生震动，带动筛网板发生震动，降低了大颗粒固体在筛网板发堆积和堵塞网孔的概率，提高了筛网板对混合粉末的筛分效率。
11.优选的，所述转盘的外圈开设安装槽，所述安装槽的内部转动安装叶形板，所述叶形板的两侧均开设滑孔，所述滑孔的内部滑动安装人字弹片，所述人字弹片的两端与安装槽的侧壁固接；工作时，叶形板沿着齿槽滑动时，叶形板受到齿槽的侧壁阻力而发生转动，使得叶形板转动方向的人字弹片的两侧向中间靠拢，向滑孔的内部滑动，当叶形板移动到齿槽的凹面内，人字弹片复位，将叶形板推动到安装槽的中部，使得叶形板撞击齿槽的侧壁，降低了叶形板与齿槽卡紧的概率，提高了转盘转动的流畅性，提高了筛网板的震动稳定性。
12.优选的，所述滑孔的两侧均开设滑槽，两侧所述滑槽之间滑动安装滑杆，所述滑杆贯穿人字弹片位于滑孔内的一端，且滑杆与人字弹片固接；通过滑杆与滑槽的滑动配合，限定了人字弹片的滑动距离，避免了人字弹片从滑孔内脱落。
13.优选的，所述筛网板的顶部与箱体的内部固接多个波纹弹片，所述波纹弹片的凹面两侧均固接弹性绳，两侧所述弹性绳之间固接弹性球；工作时，风扇产生的风吹过筛网板
后，风经过波纹弹片处时，使得波纹弹片产生震动，使得弹性球撞击波纹弹片的侧壁，弹性绳拉绳，进一步提高了筛网板的震动频率，从而进一步提高了筛网板对混合粉末的筛分效率。
14.优选的，所述加料口的内壁固接支架，所述支架的底部转动安装支撑杆，所述支撑杆的底部外圈固接多个叶片，所述支撑杆的中部外圈固接多个横杆，多个所述横杆围绕支撑杆呈螺旋状分布，多个所述横杆的外圈与加料口的内壁滑动配合；工作时风扇产生的风经过叶片时，使得叶片带动支撑杆发生转动，带动横杆转动，将加料口下落的混合粉末进行分散，便于风扇产生的风将混合粉末吹散，从而提高了对混合粉末的筛分效果。
15.优选的，所述箱体的内壁靠近箱体的一侧固接弧形滑板，所述弧形滑板的底部靠近筛网板的网孔处，所述弧形滑板靠近筛网板的一侧底部与筛网板靠近弧形滑板的一侧均固接一号磁铁，两侧所述一号磁铁之间相互吸引；工作时，大颗粒固体物下落到弧形滑板后，由弧形滑板导入废料口，筛网板发生震动，使得两侧的一号磁铁之间的距离发生改变，使得弧形滑板发生震动，将弧形滑板堆积的大颗粒固体物震落，降低了弧形滑板上发生堆积的概率。
16.本发明的有益效果如下：1.本发明所述的一种新型石墨烯复合材料及其制备方法，通过设置筛网板和风扇；粉碎后的混合粉末向下散落，风扇产生横向的风将下落的混合粉末吹向一侧的筛网板，质量中的大颗粒物受到风的影响小而落下，体积小的粉末穿过筛网板的网孔，体积大的颗粒被筛网板阻挡，体积与质量的颗粒由废料口排出，体积小和质量轻的从下料口排出，实现了对混合粉末的筛分工作，提高了混合粉末的细密程度，降低了对搅拌装置的损伤，提高了石墨烯复合材料的制备质量。
17.2.本发明所述的一种新型石墨烯复合材料及其制备方法，通过设置电机、转盘、叶形板和镶板；电机驱动转盘转动，使得叶形板沿着齿槽滑动，使得镶板发生震动，带动筛网板发生震动，降低了大颗粒固体在筛网板发堆积和堵塞网孔的概率，提高了筛网板对混合粉末的筛分效率。
附图说明
18.下面结合附图对本发明作进一步说明。
19.图1是本发明实施例一的立体图；图2是本发明实施例一的主视图；图3是图2中a处局部放大图；图4是图3中b处局部放大图；图5是图4中c处局部放大图；图6是图2中d处局部放大图；图7是图2中e-e处局部截面图；图8是本发明实施例二的风扇箱内部结构图；图9是本发明的制备方法流程图；图中：1、箱体；2、加料口；3、下料口；4、废料口；5、筛网板；6、风扇箱；7、风扇；8、导料板；9、通风口；10、腔体；11、电机；12、转盘；13、叶形板；14、镶板；15、齿槽；16、安装槽；17、
滑孔；18、人字弹片；19、滑槽；20、滑杆；21、波纹弹片；22、弹性绳；23、弹性球；24、支架；25、支撑杆；26、叶片；27、横杆；28、弧形滑板；29、一号磁铁；30、飘带；31、二号磁铁；32、细毛。
具体实施方式
20.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。
21.实施例一本发明实施例所述的一种新型石墨烯复合材料，所述新型石墨烯复合材料由下列重量份的原料组成：石墨烯
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100氧化钙
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1-2硅
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1-2。
22.如图9所示，一种新型石墨烯复合材料的制备方法，该制备方法适用于上述的一种新型石墨烯复合材料，且制备方法包括以下步骤：s1：按比例将氧化钙、锰、铬和硅加入粉碎装置中进行粉碎，得到混合粉末；s2：将混合粉末加入筛分装置中，粉碎后的混合粉末向下散落，风扇7产生横向的风将下落的混合粉末吹向一侧的筛网板5，质量中的大颗粒物受到风的影响小而落下，体积小的粉末穿过筛网板5的网孔，体积大的颗粒被筛网板5阻挡，体积与质量的颗粒由废料口4排出，体积小和质量轻的从下料口3排出，去除混合粉末中的大颗粒固体；s3：将筛分后的混合粉末和石墨烯加入搅拌装置中，通过搅拌装置的剧烈搅拌得到均匀的混合溶液：s4：将混合溶液导入沉淀装置中，去除上层清液，得到湿润的石墨烯复合材料；s5：再将湿润的石墨烯复合材料加入干燥装置中进行干燥除湿，得到干燥的石墨烯复合材料。
23.如图1至图2所示，s2中所述的筛分装置包括箱体1、加料口2、下料口3、废料口4、筛网板5、风扇箱6、风扇7和导料板8；所述箱体1设置有加料口2，所述箱体1的侧面固接有风扇箱6，所述风扇箱6的内部安装有风扇7，所述风扇箱6与箱体1相邻的侧壁开设通风口9，所述箱体1靠近风扇箱6的一侧底部连通有废料口4，所述箱体1远离风扇箱6的一侧底部连通有下料口3，所述箱体1的内部安装有筛网板5，所述筛网板5的顶端与箱体1靠近下料口3一侧的顶壁固接，所述筛网板5的底端与箱体1靠近废料口4一侧的底部固接，所述筛网板5的网孔开设的高度高于废料口4的顶部高度，所述筛网板5的底部连通废料口4，所述筛网板5的网孔底部固接导料板8，所述导料板8与下料口3的底壁固接；工作时，粉碎后的混合粉末从加料口2加入箱体1内，混合粉末从加料口2向下散落，风扇7将风扇箱6外部的空气吸入风扇箱6内，从通风口9吹入箱体1内，在箱体1的内部形成横向的风，风将下落的混合粉末吹向一侧的筛网板5，质量中的大颗粒物受到风的影响小而落下，体积小的粉末穿过筛网板5的网孔，体积大的颗粒被筛网板5阻挡，体积与质量的颗粒由废料口4排出，体积小和质量轻的从下料口3排出，实现了对混合粉末的筛分工作，提高了混合粉末的细密程度，降低了对搅拌
装置的损伤，提高了石墨烯复合材料的制备质量。
24.如图2至图3所示，所述筛网板5的底部、导料板8的底部和箱体1的底部围成腔体10，所述腔体10的底部固接电机11，所述电机11的转轴固接转盘12，所述转盘12的外圈安装有叶形板13，所述腔体10的顶部固接镶板14，所述镶板14的底部凹槽内壁开设多个齿槽15，所述叶形板13的顶端与齿槽15的内壁滑动配合；工作时，电机11带动转盘12转动，使得叶形板13沿着齿槽15滑动，使得镶板14发生震动，带动筛网板5发生震动，降低了大颗粒固体在筛网板5发堆积和堵塞网孔的概率，提高了筛网板5对混合粉末的筛分效率。
25.如图3至图4所示，所述转盘12的外圈开设安装槽16，所述安装槽16的内部转动安装叶形板13，所述叶形板13的两侧均开设滑孔17，所述滑孔17的内部滑动安装人字弹片18，所述人字弹片18的两端与安装槽16的侧壁固接；工作时，叶形板13沿着齿槽15滑动时，叶形板13受到齿槽15的侧壁阻力而发生转动，使得叶形板13转动方向的人字弹片18的两侧向中间靠拢，向滑孔17的内部滑动，当叶形板13移动到齿槽15的凹面内，人字弹片18复位，将叶形板13推动到安装槽16的中部，使得叶形板13撞击齿槽15的侧壁，降低了叶形板13与齿槽15卡紧的概率，提高了转盘12转动的流畅性，提高了筛网板5的震动稳定性。
26.如图4至图5所示，所述滑孔17的两侧均开设滑槽19，两侧所述滑槽19之间滑动安装滑杆20，所述滑杆20贯穿人字弹片18位于滑孔17内的一端，且滑杆20与人字弹片18固接；通过滑杆20与滑槽19的滑动配合，限定了人字弹片18的滑动距离，避免了人字弹片18从滑孔17内脱落。
27.如图2和图6所示，所述筛网板5的顶部与箱体1的内部固接多个波纹弹片21，所述波纹弹片21的凹面两侧均固接弹性绳22，两侧所述弹性绳22之间固接弹性球23；工作时，风扇7产生的风吹过筛网板5后，风经过波纹弹片21处时，使得波纹弹片21产生震动，使得弹性球23撞击波纹弹片21的侧壁，弹性绳22拉绳，进一步提高了筛网板5的震动频率，从而进一步提高了筛网板5对混合粉末的筛分效率。
28.如图2所示，所述加料口2的内壁固接支架24，所述支架24的底部转动安装支撑杆25，所述支撑杆25的底部外圈固接多个叶片26，所述支撑杆25的中部外圈固接多个横杆27，多个所述横杆27围绕支撑杆25呈螺旋状分布，多个所述横杆27的外圈与加料口2的内壁滑动配合；工作时，风扇7产生的风经过叶片26时，使得叶片26带动支撑杆25发生转动，带动横杆27转动，将加料口2下落的混合粉末进行分散，便于风扇7产生的风将混合粉末吹散，从而提高了对混合粉末的筛分效果。
29.所述箱体1的内壁靠近箱体1的一侧固接弧形滑板28，所述弧形滑板28的底部靠近筛网板5的网孔处，所述弧形滑板28靠近筛网板5的一侧底部与筛网板5靠近弧形滑板28的一侧均固接一号磁铁29，两侧所述一号磁铁29之间相互吸引；工作时，大颗粒固体物下落到弧形滑板28后，由弧形滑板28导入废料口4，筛网板5发生震动，使得两侧的一号磁铁29之间的距离发生改变，使得弧形滑板28发生震动，将弧形滑板28堆积的大颗粒固体物震落，降低了弧形滑板28上发生堆积的概率。
30.实施例二如图8所示，对比实施例一，其中本发明的另一种实施方式为：所述通风口9的顶部固接飘带30，所述飘带30的底端与通风口9的底面均固接二号磁铁31，两侧所述二号磁铁31之间相互吸引，所述飘带30靠近风扇箱6的一侧固接多个细毛32，所述细毛32与风扇7的扇
叶滑动配合，两侧所述二号磁铁31之间的吸力小于风扇7的风力；工作时，风扇7未启动时，两侧的二号磁铁31吸合，使得飘带30上的细毛32接触风扇7的扇叶，当风扇7刚启动时，风扇7的扇叶与细毛32接触滑动，将扇叶表面的灰尘扫下，风扇7完全启动后，风力增加，吸合的二号磁铁31分离，使得飘带30飘动，使得风力进入箱体1内，实现了对风扇7的清灰工作，提高了石墨烯复合材料的纯净程度。
31.工作时：粉碎后的混合粉末从加料口2加入箱体1内，混合粉末从加料口2向下散落，风扇7将风扇箱6外部的空气吸入风扇箱6内，从通风口9吹入箱体1内，在箱体1的内部形成横向的风，风经过叶片26时，使得叶片26带动支撑杆25发生转动，带动横杆27转动，将加料口2下落的混合粉末进行分散；风将下落的混合粉末吹向一侧的筛网板5，质量中的大颗粒物受到风的影响小而落下，体积小的粉末穿过筛网板5的网孔，体积大的颗粒被筛网板5阻挡，体积与质量的颗粒由废料口4排出，体积小和质量轻的从下料口3排出；电机11带动转盘12转动，使得叶形板13沿着齿槽15滑动，叶形板13沿着齿槽15滑动时，叶形板13受到齿槽15的侧壁阻力而发生转动，使得叶形板13转动方向的人字弹片18的两侧向中间靠拢，向滑孔17的内部滑动，当叶形板13移动到齿槽15的凹面内，人字弹片18复位，将叶形板13推动到安装槽16的中部，使得叶形板13撞击齿槽15的侧壁，使得镶板14发生震动，带动筛网板5发生震动，同时，风穿过筛网板5后，风经过波纹弹片21处时，使得波纹弹片21产生震动，使得弹性球23撞击波纹弹片21的侧壁，弹性绳22拉绳，进一步提高了筛网板5的震动频率，降低了大颗粒固体在筛网板5发堆积和堵塞网孔的概率；筛网板5的震动，使得两侧的一号磁铁29之间的距离发生改变，使得弧形滑板28发生震动，将弧形滑板28堆积的大颗粒固体物震落，降低了弧形滑板28上发生堆积的概率；实现了对混合粉末的筛分工作，提高了混合粉末的细密程度，降低了对搅拌装置的损伤，提高了石墨烯复合材料的制备质量。
32.上述前、后、左、右、上、下均以说明书附图中的图1为基准，按照人物观察视角为标准，装置面对观察者的一面定义为前，观察者左侧定义为左，依次类推。
33.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
34.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，上述实施例和说明书中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要求保护的本发明范围内。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。