一种硅藻土为载体的氧化锌-石墨烯复合电极材料及其制法的制作方法

1.本发明涉及电极材料，更具体地说是一种硅藻土为载体的氧化锌-石墨烯复合电极材料及其制法。


背景技术：

2.超级电容器的电极材料一般采用碳材料和金属复合材料，但是有些碳材料成本较高，硅藻土是一种由藻类和其它的微生物遗骸组成的白色矿物粉末，在自然界中的含量很丰富，是一种廉价易得的材料，具有质量轻、孔隙度大、比表面积大的特性，同时具有良好的吸附性、熔点很高、热稳定性优良，是一种耐化学腐蚀性很好的材料；硅藻土可以作为复合电极制备的材料，现有技术中，在制备复合电极的过程中，往往需要对硅藻土进行预先煅烧，即将硅藻土放置在管状炉内进行煅烧，但是管状炉在进行煅烧时，往往是将硅藻土和可燃烧物混合在一起，可燃烧物燃烧后的残渣会和硅藻土混合在一起，进而容易影响硅藻土的物质成分。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种硅藻土为载体的氧化锌-石墨烯复合电极材料及其制法，可以提供一种煅烧方法，在对硅藻土在氩气氛围中煅烧的过程中，减少燃烧物质产生的残渣对硅藻土物质成分的影响。
4.本发明的目的通过以下技术方案来实现：
5.一种硅藻土为载体的氧化锌-石墨烯复合电极材料制法，该制法包括以下步骤：
6.步骤一：将需要进行煅烧的原料放置在煅烧腔体内，煅烧腔体扣合在支撑环上；
7.步骤二：同时燃烧管道插入到煅烧腔体内，燃烧管道内的可燃柱燃烧，煅烧腔体旋转；
8.步骤三：燃烧管道喷出火焰对煅烧腔体内的原料进行煅烧。
9.一种硅藻土为载体的氧化锌-石墨烯复合电极材料，该材料各个组成的重量比例配比如下：纯化硅藻土20至24份；氯化钠2至3份；镁粉3至4份；锌2至4份；石墨烯4至6份。
10.一种硅藻土为载体的氧化锌-石墨烯复合电极材料制备装置，包括装置支架，装置支架上转动连接有丝杆ⅰ，装置支架上固定连接有驱动丝杆ⅰ进行转动的动力机构ⅰ，动力机构ⅰ优选为伺服电机，丝杆ⅰ两端的螺纹旋向相反；
11.丝杆ⅰ的两端均通过螺纹连接有滑动支架，滑动支架滑动连接在装置支架上，每个滑动支架上均转动连接有摆动支架，滑动支架上固定连接有驱动摆动支架进行转动的动力机构ⅱ，动力机构ⅱ优选为伺服电机，摆动支架上转动连接有连接腔体，摆动支架上固定连接有驱动连接腔体进行转动的动力机构ⅲ，动力机构ⅲ优选为伺服电机，连接腔体上设置有多个连通孔，连接腔体上固定连接有煅烧腔体，煅烧腔体的直径大于连接腔体的直径，摆动支架上固定连接有加压管道，加压管道转动连接在连接腔体上，加压管道和连接腔体连通，加压管道内设置有单向机构ⅰ；
12.加压管道上固定连接有固定腔体，固定腔体内固定连接有分隔板，分隔板将固定腔体分隔成两个腔体，固定腔体通过多个连通孔和连接腔体连通，固定腔体上固定连接有注气管道，注气管道内设置有单向机构ⅱ，注气管道和位于下侧固定腔体的腔体连通，固定腔体上固定连接有排气管道，排气管道内固定连接有封堵板，排气管道和位于上侧固定腔体的腔体连通，排气管道上固定连接有伸缩机构ⅰ，伸缩机构ⅰ的伸缩端上固定连接有封堵球，封堵球能够封堵在封堵板上，封堵球和伸缩机构ⅰ的伸缩端之间固定连接有压缩弹簧；
13.每个滑动支架上均固定连接有两个伸缩机构ⅱ，每个伸缩机构ⅱ的伸缩端上均固定连接有保温腔体；
14.装置支架的中部固定连接有支撑环，支撑环上设置有多个收纳孔，支撑环的侧边固定连接有闭合侧板，支撑环内滑动连接有两个横移盘，两个横移盘上均固定连接有多个伸出柱，多个伸出柱分别滑动连接在多个收纳孔内，闭合侧板上转动连接有丝杆ⅱ，闭合侧板上固定连接有驱动丝杆ⅱ进行转动的动力机构ⅳ，动力机构ⅳ优选为伺服电机；
15.两个煅烧腔体均能够扣合在支撑环上，支撑环内设置有连通腔体，连通腔体上固定连接有连接管道ⅰ和连接管道ⅱ，连通腔体上固定连接有两个燃烧管道，两个燃烧管道分别能够插入到两个煅烧腔体内，两个燃烧管道内均设置有可燃柱，燃烧管道上设置有多个喷火孔。
附图说明
16.下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。
17.图1是本发明的硅藻土为载体的氧化锌-石墨烯复合电极材料制法示意图；
18.图2是本发明的硅藻土为载体的氧化锌-石墨烯复合电极材料制备装置结构示意图；
19.图3是本发明的硅藻土为载体的氧化锌-石墨烯复合电极材料制备装置剖视图结构示意图；
20.图4是本发明的装置支架结构示意图；
21.图5是本发明的煅烧腔体结构示意图；
22.图6是本发明的煅烧腔体剖视图结构示意图；
23.图7是本发明的摆动支架结构示意图；
24.图8是本发明的加压管道结构示意图；
25.图9是本发明的注气管道结构示意图；
26.图10是本发明的注气管道剖视图结构示意图；
27.图11是本发明的支撑环剖视图结构示意图；
28.图12是本发明的支撑环结构示意图；
29.图13是本发明的横移盘结构示意图；
30.图14是本发明的闭合侧板结构示意图。
31.图中：
32.装置支架11；丝杆ⅰ12；
33.滑动支架21；摆动支架22；连接腔体23；煅烧腔体24；加压管道25；单向机构ⅰ26；
34.固定腔体31；分隔板32；注气管道33；单向机构ⅱ34；排气管道35；封堵板36；封堵
球37；伸缩机构ⅰ38；
35.伸缩机构ⅱ41；保温腔体42；
36.支撑环51；收纳孔52；闭合侧板53；横移盘54；伸出柱55；丝杆ⅱ56；
37.连通腔体61；连接管道ⅰ62；连接管道ⅱ63；燃烧管道64；可燃柱65。
具体实施方式
38.下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
39.如图1所示，下面对一种硅藻土为载体的氧化锌-石墨烯复合电极材料制法的步骤和功能进行详细的说明；
40.一种硅藻土为载体的氧化锌-石墨烯复合电极材料制法，该制法包括以下步骤：
41.步骤一：将需要进行煅烧的原料放置在煅烧腔体24内，煅烧腔体24扣合在支撑环51上；
42.步骤二：同时燃烧管道64插入到煅烧腔体24内，燃烧管道64内的可燃柱65燃烧，煅烧腔体24旋转；
43.步骤三：燃烧管道64喷出火焰对煅烧腔体24内的原料进行煅烧。
44.一种硅藻土为载体的氧化锌-石墨烯复合电极材料，该材料各个组成的重量比例配比如下：纯化硅藻土20至24份；氯化钠2至3份；镁粉3至4份；锌2至4份；石墨烯4至6份。
45.使用时，将原料放置在煅烧腔体24内，这里的原料为纯化硅藻土16份、氯化钠2份和镁粉2份，将原料混合后放置在煅烧腔体24内，将煅烧腔体24扣合在支撑环51上，同时燃烧管道64插入到煅烧腔体24内，煅烧腔体24旋转，燃烧管道64喷出火焰对煅烧腔体24内的原料进行煅烧，由于可燃柱65设置在燃烧管道64内，受到燃烧管道64的限制，因此可燃柱65不会和煅烧的原料混合，进而影响硅藻土的质量成分；
46.如图2至14所示，为了方便种硅藻土为载体的氧化锌-石墨烯复合电极材料制法的实施，设计一种硅藻土为载体的氧化锌-石墨烯复合电极材料制备装置，下面对一种硅藻土为载体的氧化锌-石墨烯复合电极材料制备装置的结构和功能进行详细的说明；
47.一种硅藻土为载体的氧化锌-石墨烯复合电极材料制备装置，包括装置支架11，装置支架11上转动连接有丝杆ⅰ12，装置支架11上固定连接有驱动丝杆ⅰ12进行转动的动力机构ⅰ，动力机构ⅰ优选为伺服电机，丝杆ⅰ12两端的螺纹旋向相反；
48.丝杆ⅰ12的两端均通过螺纹连接有滑动支架21，滑动支架21滑动连接在装置支架11上，每个滑动支架21上均转动连接有摆动支架22，滑动支架21上固定连接有驱动摆动支架22进行转动的动力机构ⅱ，动力机构ⅱ优选为伺服电机，摆动支架22上转动连接有连接腔体23，摆动支架22上固定连接有驱动连接腔体23进行转动的动力机构ⅲ，动力机构ⅲ优选为伺服电机，连接腔体23上设置有多个连通孔，连接腔体23上固定连接有煅烧腔体24，煅烧腔体24的直径大于连接腔体23的直径，摆动支架22上固定连接有加压管道25，加压管道25转动连接在连接腔体23上，加压管道25和连接腔体23连通，加压管道25内设置有单向机构ⅰ26；
49.加压管道25上固定连接有固定腔体31，固定腔体31内固定连接有分隔板32，分隔板32将固定腔体31分隔成两个腔体，固定腔体31通过多个连通孔和连接腔体23连通，固定腔体31上固定连接有注气管道33，注气管道33内设置有单向机构ⅱ34，注气管道33和位于
下侧固定腔体31的腔体连通，固定腔体31上固定连接有排气管道35，排气管道35内固定连接有封堵板36，排气管道35和位于上侧固定腔体31的腔体连通，排气管道35上固定连接有伸缩机构ⅰ38，伸缩机构ⅰ38的伸缩端上固定连接有封堵球37，封堵球37能够封堵在封堵板36上，封堵球37和伸缩机构ⅰ38的伸缩端之间固定连接有压缩弹簧；
50.每个滑动支架21上均固定连接有两个伸缩机构ⅱ41，每个伸缩机构ⅱ41的伸缩端上均固定连接有保温腔体42；
51.装置支架11的中部固定连接有支撑环51，支撑环51上设置有多个收纳孔52，支撑环51的侧边固定连接有闭合侧板53，支撑环51内滑动连接有两个横移盘54，两个横移盘54上均固定连接有多个伸出柱55，多个伸出柱55分别滑动连接在多个收纳孔52内，闭合侧板53上转动连接有丝杆ⅱ56，闭合侧板53上固定连接有驱动丝杆ⅱ56进行转动的动力机构ⅳ，动力机构ⅳ优选为伺服电机；
52.两个煅烧腔体24均能够扣合在支撑环51上，支撑环51内设置有连通腔体61，连通腔体61上固定连接有连接管道ⅰ62和连接管道ⅱ63，连通腔体61上固定连接有两个燃烧管道64，两个燃烧管道64分别能够插入到两个煅烧腔体24内，两个燃烧管道64内均设置有可燃柱65；
53.使用时，启动动力机构ⅰ，动力机构ⅰ的输出轴开始转动，动力机构ⅰ的输出轴带动丝杆ⅰ12进行转动，丝杆ⅰ12转动时通过螺纹带动滑动支架21进行运动，滑动支架21带动摆动支架22进行运动，摆动支架22带动连接腔体23进行运动，连接腔体23带动煅烧腔体24进行运动，使得煅烧腔体24和支撑环51分离，启动动力机构ⅱ，动力机构ⅱ的输出轴开始转动，动力机构ⅱ的输出轴带动连接腔体23进行摆动，连接腔体23带动煅烧腔体24进行摆动，使得煅烧腔体24的开口向上设置，将需要进行煅烧的原料放置在煅烧腔体24内；
54.启动动力机构ⅱ，动力机构ⅱ的输出轴带动摆动支架22进行运动，摆动支架22带动连接腔体23进行运动，连接腔体23带动煅烧腔体24进行运动，使得煅烧腔体24水平设置，启动动力机构ⅰ，动力机构ⅰ的输出轴带动丝杆ⅰ12进行转动，丝杆ⅰ12转动时通过螺纹带动滑动支架21进行运动，滑动支架21带动摆动支架22进行运动，摆动支架22带动连接腔体23进行运动，连接腔体23带动煅烧腔体24进行运动，使得煅烧腔体24扣合在支撑环51上，同时如图3所示，燃烧管道64插入到煅烧腔体24内；
55.进一步的，为了保证煅烧腔体24内煅烧时的温度，启动伸缩机构ⅱ41，伸缩机构ⅱ41可以是液压缸或者电动推杆，伸缩机构ⅱ41的伸缩端带动保温腔体42进行运动，如图2所示，同一侧两个保温腔体42相互扣合对煅烧腔体24进行保温；
56.当硅藻土的煅烧需要一定的气体氛围时，或者需要一定的压力时，如硅藻土的煅烧需要在氩气氛围下进行煅烧，将氩气管道预先连接在加压管道25，将氩气不断的通入到加压管道25，进而通入到连接腔体23内，使得煅烧腔体24内构成氩气氛围，同时增加煅烧腔体24内的压力；
57.如图6所示，单向机构ⅰ26保证气体只能从加压管道25进入到煅烧腔体24内，而不会从煅烧腔体24流出；
58.连接管道ⅰ62和连接管道ⅱ63内均设置有伸缩机构ⅲ，保证气体只能从外部进入到连通腔体61内，而不会从连通腔体61内排出；
59.将可燃气体管道连接在连接管道ⅰ62上，将助燃气体的管道连接在连接管道ⅱ63
上，燃烧管道64内设置有打火部件，进而连接管道ⅰ62和连接管道ⅱ63不断的将可燃气体和助燃气体通入到燃烧管道64内，打火部件打火将可燃柱65点燃，燃烧管道64上设置有多个喷火孔，同时可燃柱65在可燃气体和助燃气体的冲击下，可燃柱65上的火焰不断从多个喷火孔喷出，对煅烧腔体24内的硅藻土原料进行煅烧；
60.进一步的，由于可燃气体和助燃气体不断的通入到煅烧腔体24内，因此为了保证煅烧腔体24内的气体环境，同时也为了保证燃烧后的气体的排出，如图10所示，将氩气管道连接在注气管道33上，通过注气管道33不断的向煅烧腔体24内注入氩气，保证氩气氛围，单向机构ⅱ34保证氩气只能从注气管道33进入到煅烧腔体24内，而不会从煅烧腔体24内排出；
61.进一步的，当煅烧腔体24内的压力过大时，推动封堵球37离开封堵板36，进而燃烧后的气体从排气管道35排出；
62.进一步的，为了控制煅烧腔体24内的排气压力，即煅烧腔体24内的压力，启动伸缩机构ⅰ38，伸缩机构ⅰ38可以是液压缸或者电动推杆，伸缩机构ⅰ38的伸缩端推动封堵球37进行运动，调整封堵球37和伸缩机构ⅰ38之间的压缩弹簧的压缩程度，调整伸缩机构ⅰ38对封堵球37施加的压力，进而调整封堵球37封堵的压力；
63.进一步的，为了均匀受热，可以启动动力机构ⅲ，动力机构ⅲ额输出轴开始转动，动力机构ⅲ的输出轴带动煅烧腔体24进行转动，进而使得煅烧腔体24内的原料均匀煅烧；
64.进一步的，启动动力机构ⅳ，动力机构ⅳ的输出轴开始转动，动力机构ⅳ的输出轴带动丝杆ⅱ56进行转动，丝杆ⅱ56转动时通过螺纹带动两个横移盘54进行运动，横移盘54带动其上的多个伸出柱55进行运动，使得伸出柱55插入到煅烧腔体24内，进而在煅烧腔体24转动时，多个伸出柱55会对硅藻土原料进行搅拌，进而使得煅烧腔体24内的原料均匀煅烧；
65.进一步的，当煅烧完成后，启动动力机构ⅰ，使得煅烧腔体24和支撑环51分离，在启动动力机构ⅱ，使得煅烧腔体24开口朝下设置，进而煅烧腔体24内煅烧完成的原料落出。