一种氧化石墨烯真空涡流剥离装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种氧化石墨烯真空涡流剥离装置,其包括搅拌釜和真空涡流剥离机，所述的搅拌釜包括置于其内部的U型搅拌桨、置于搅拌釜的内腔底部的高速分散盘和置于搅拌釜外侧的冷却夹套；在所述的搅拌釜的下侧开设有出料口，其通过连接管道与真空涡流剥离机的入口连通，在出料口与真空涡流剥离机的管道之间设置第一阀门；在搅拌釜上侧还设置一回料口，在真空涡流剥离机的出口与回料口之间通过管道连接，在管道上设置成品出料口和第二阀门，并且出料口设置在第二阀门的上游侧。本实用新型剥离装置的剥离效果高，能够实现快速剥离；极大提高石墨烯规模化生产效率，实现了连续化大规模生产。
【专利说明】一种氧化石墨烯真空涡流剥离装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及石墨烯制备设备领域，尤其涉及一种氧化石墨烯真空涡流剥离
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【背景技术】
[0002]现有技术中的石墨烯的制备方法有多种，如:机械剥离、CVD法、溶剂热法、化学剥离法等。机械剥离能得到优质单层石墨烯，但效率极低仅适用于学术研究；CVD法能制得大面积石墨烯但生产效率底，成本高；溶剂热法产量低；化学剥离法能够大规模生产，制备成本低，但生产的石墨烯缺陷比较多。
[0003]现有剥离技术大部分为超声波震荡，其剥离效率低，而且不能把石墨烯剥离成少层或单层，得到的石墨烯产品层数多，质量差，只能在实验室进行剥离无法进行规模化生产，单层石墨烯无法实现高效规模化生产。
[0004]鉴于上述缺陷，本实用新型创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种氧化石墨烯真空涡流剥离装置，用以克服上述技术缺陷。
[0006]为实现上述目的，本实用新型提供一种氧化石墨烯真空涡流剥离装置，其包括搅拌釜和真空涡流剥离机，所述的搅拌釜包括置于其内部的U型搅拌桨、置于搅拌釜的内腔底部的高速分散盘和置于搅拌釜外侧的冷却夹套；
[0007]在所述的搅拌釜的下侧开设有出料口，其通过连接管道与真空涡流剥离机的入口连通，在出料口与真空涡流剥离机的管道之间设置第一阀门；
[0008]在搅拌釜上侧还设置一回料口，在真空涡流剥离机的出口与回料口之间通过管道连接，在管道上设置成品出料口和第二阀门，并且出料口设置在第二阀门的上游侧。
[0009]进一步地，所述的真空涡流剥离机包括设置在其内部的陶瓷定子、陶瓷转子、陶瓷叶片以及设置在外部的冷却装置，所述的陶瓷转子设置在剥离机内腔的中间部分，其与高速电机通过一高速轴连接，陶瓷叶片连接在陶瓷转子的两端。
[0010]进一步地，在所述的搅拌釜外侧上端设置第一电机，其输出轴与所述的U型搅拌桨的中心轴连接，在所述的中心轴与第一电机之间设置第一减速器。
[0011]进一步地，在搅拌釜外侧底端设置第二电机，其输出轴与高速分散盘的连接轴连接，所述的连接轴竖向设置，其固定在高速分散盘上。
[0012]进一步地，在所述的搅拌釜的出料口与真空涡流剥离机的管道上还设置一化工浆料泵。
[0013]进一步地，在所述的搅拌釜的上侧分别设置加液口和投料口。
[0014]进一步地，电气控制柜通过继电器组分别与第一电机、第二电机和高度电机连接。
[0015]与现有技术相比本实用新型的有益效果在于，本发明涉及的石墨烯真空涡流剥离装置采用空涡流剥离装置，剥离效果高，与超声剥离相比能够实现单层剥离；空涡流剥离装置用时短，能够实现快速剥离；极大提高石墨烯规模化生产效率，实现了连续化大规模生产；通过调节真空涡流装置的转速，提高了石墨烯剥离层数的可控性。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型氧化石墨烯真空涡流剥离装置的正视结构示意图；
[0017]图2为本实用新型氧化石墨烯真空涡流剥离机的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]以下结合附图，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
[0019]请参阅图1所示，其为本实用新型氧化石墨烯真空涡流剥离装置的正视结构示意图，本实用新型采用真空涡流剥离机对石墨、氧化石墨、膨胀石墨进行单层剥离；其包括搅拌釜和真空涡流剥离机8，石墨、氧化石墨、膨胀石墨原料进入搅拌釜中进行搅拌，并输出至真空涡流剥离机8中进行真空玻璃，真空涡流剥离机8将剥离后的流体重新送回至搅拌釜中进行搅拌，如此循环反复，当氧化石墨烯多数为单层时，输出氧化石墨烯。
[0020]在本实用新型中，所述的搅拌釜包括置于其内部的U型搅拌桨4、置于搅拌釜的内腔底部的高速分散盘5和置于搅拌釜外侧的冷却夹套3，在所述的搅拌釜外侧上端设置第一电机，其输出轴与所述的U型搅拌桨4的中心轴连接，在所述的中心轴12与第一电机13之间设置第一减速器；在搅拌釜外侧底端设置第二电机14，其输出轴与高速分散盘5的连接轴15连接，所述的连接轴15竖向设置，其固定在高速分散盘5上，带动高速分散盘5高速旋转；在连接轴与第二电机之间还设置第二减速器。在本实用新型中，第一电机在电气控制柜11的控制下，带动与其相连接的U型搅拌桨4转动，搅拌加入其中的石墨原料，在石墨原料不断旋转后，通过搅拌釜下侧的高速分散盘5进一步对石墨原料进行搅拌，打碎，充分搅拌石墨原料。
[0021]在本实施例中，搅拌釜及其内部装置材质为不锈钢，与物料接触的内壁加装耐强酸腐蚀涂层或聚四氟乙烯衬里，防止流体中的酸液对设备产生腐蚀，与物料直接接触的部分有搅拌釜内壁、U型搅拌桨4、高速分散盘5。搅拌釜中液体在初始搅拌混合中会有大量热放出，需要在冷却夹套中通入低温冷冻水迅速带走热量。
[0022]在搅拌釜上侧分别设置加液口 I和投料口 2，分别向搅拌釜内腔中加入液体物料以及粉体物料。
[0023]在所述的搅拌釜的下侧开设有出料口 16，其通过连接管道与真空涡流剥离机8的入口连通，在出料口 15与真空涡流剥离机8的管道之间设置第一阀门6，用以控制进入真空涡流剥离机8的流体流量；并且，在出料口 15与真空涡流剥离机8的管道上还设置一化工浆料泵7，用以向真空涡流剥离机8中注入流体，提高管道流速，较快分离过程；所述的化工浆料泵7设置在管道上的第一阀门6的下游侧。
[0024]在搅拌釜上侧还设置一回料口 17，在真空涡流剥离机8的出口与回料口 16之间通过管道连接，在管道上设置成品出料口 9和第二阀门10，并且出料口 9设置在第二阀门10的上游侧，在本实施例中，出料口 9设置在第二阀门10的下侧，经过真空涡流剥离机8流出的流体从该成品出料口 9流出。
[0025]请参阅图2所示，其为本实用新型氧化石墨烯真空涡流剥离机的结构示意图，真空涡流剥离机8包括设置在其内部的陶瓷定子8-1、陶瓷转子8-2、陶瓷叶片8-3以及设置在外部的冷却装置8-4，所述的陶瓷转子设置在剥离机内腔的中间部分，其与高速电机8-5通过一高速轴连接，陶瓷叶片连接在陶瓷转子的两端，在高速旋转过程中产生离心力，使转子上的陶瓷叶片紧贴定子内壁高速滑动，整个装置在运行过程中会有大量热量散发，通过冷却装置带走热量，保证装置正常运转。
[0026]所述的电气控制柜11通过继电器组分别与第一电机、第二电机和高度电机连接，分别控制搅拌釜以及真空涡流剥离机8的工作状态和搅拌速度。
[0027]石墨、膨胀石墨、氧化石墨流体进入真空涡流剥离机8，装置内部的陶瓷转子和陶瓷定子在高速旋转过程中，其间隙在100-500 μ m，通过高速旋转产生真空涡流，利用涡流负压剧烈撞击、使石墨、膨胀石墨、氧化石墨快速通过转子和定子之间的间隙，通过涡流负压剥离和研磨搓揉，流体不断循环通过真空涡流剥离装置的间隙，实现单层剥离。
[0028]整个装置的工作流程如下:
[0029]关闭第一阀门6、成品出料口 9、第二阀门10，通过进液口 I加入液体物料，启动搅拌釜的U型搅拌桨4和高速分散盘5，通过投料口 2加入粉体物料，调整高速分散盘5到5000 r/min,充分混合30min后，打开第一阀门6、第二阀门10，开启化工浆料泵7和真空涡流剥离机8，使流体开始循环，调整真空涡流剥离机8转速为5000-8000 r/min，经过反复循环剥离时间为0.5-20小时，经过检测氧化石墨烯多数为单层时打开成品出料口 9，关闭第二阀门10开始出料，完成整道工作流程。
[0030]该装置通过高速旋转产生真空涡流，利用涡流负压和剧烈撞击，使石墨、膨胀石墨、氧化石墨快速实现分层剥离。该装置为电机带动陶瓷质旋子通过与陶瓷定子高速旋转产生真空涡流，通过调节电机的转速控制陶瓷质转子转速，转速越大转子与定子之间的间隙越小，剥离的石墨烯或氧化石墨烯层数越少，反之层数越多，实现了剥离层数可控的功倉泛。
[0031 ] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，对实用新型而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在实用新型权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种氧化石墨烯真空涡流剥离装置，其特征在于，其包括搅拌釜和真空涡流剥离机，所述的搅拌釜包括置于其内部的U型搅拌桨、置于搅拌釜的内腔底部的高速分散盘和置于搅拌釜外侧的冷却夹套； 在所述的搅拌釜的下侧开设有出料口，其通过连接管道与真空涡流剥离机的入口连通，在出料口与真空涡流剥离机的管道之间设置第一阀门； 在搅拌釜上侧还设置一回料口，在真空涡流剥离机的出口与回料口之间通过管道连接，在管道上设置成品出料口和第二阀门，并且出料口设置在第二阀门的上游侧。
2.根据权利要求1所述的氧化石墨烯真空涡流剥离装置，其特征在于，所述的真空涡流剥离机包括设置在其内部的陶瓷定子、陶瓷转子、陶瓷叶片以及设置在外部的冷却装置，所述的陶瓷转子设置在剥离机内腔的中间部分，其与高速电机通过一高速轴连接，陶瓷叶片连接在陶瓷转子的两端。
3.根据权利要求2所述的氧化石墨烯真空涡流剥离装置，其特征在于，在所述的搅拌釜外侧上端设置第一电机，其输出轴与所述的U型搅拌桨的中心轴连接，在所述的中心轴与第一电机之间设置第一减速器。
4.根据权利要求3所述的氧化石墨烯真空涡流剥离装置，其特征在于，在搅拌釜外侧底端设置第二电机，其输出轴与高速分散盘的连接轴连接，所述的连接轴竖向设置，其固定在高速分散盘上。
5.根据权利要求1-4任一权利要求所述的氧化石墨烯真空涡流剥离装置，其特征在于，在所述的搅拌釜的出料口与真空涡流剥离机的管道上还设置一化工浆料泵。
6.根据权利要求1-4任一权利要求所述的氧化石墨烯真空涡流剥离装置，其特征在于，在所述的搅拌釜的上侧分别设置加液口和投料口。
7.根据权利要求4所述的氧化石墨烯真空涡流剥离装置，其特征在于，电气控制柜通过继电器组分别与第一电机、第二电机和高度电机连接。
【文档编号】B01F13/06GK204034664SQ201420468169
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年8月19日 优先权日:2014年8月19日
【发明者】刘兰燕 申请人:青岛金墨自动化科技有限公司