[发明专利]一种吨级生产石墨烯的类机械剥离装置及其生产方法

权利要求书

1.一种吨级生产石墨烯的类机械剥离装置，其特征在于：所述装置由一级或多级剥离设备串联构成；

所述剥离设备的结构为：在一物料仓(2)的上端设置有两进料口(1a)，下端设置有出料口(1b)，所述出料口(1b)下方连通与分料仓，在所述分料仓内设置有滤网(5)，所述滤网(5)将所述分料仓分隔为粗料仓(4a)和细料仓(4b)，物料仓(2)内物料由出料口(1b)进入分料仓后，经滤网(5)过滤，可通过滤网(5)的物料进入细料仓(4b)，未通过滤网(5)的物料进入粗料仓(4a)；在所述物料仓(2)内设置有一转子(3)；所述转子(3)的下方与所述物料仓(2)的下方相配合，使所述转子(3)转动时，转子(3)的外表面与物料仓(2)的内表面在相配合位置处形成相对摩擦；

各级剥离设备的粗料仓(4a)通过设置有抽泵(7)的管道连通与第一级剥离设备的另一进料口(1a)；上一级剥离设备的细料仓(4b)通过设置有抽泵(7)的管道连通与下一级剥离设备的进料口(1a)，最后一级剥离设备的细料仓(4b)通过设置有抽泵(7)的管道连通与成品收容器(8)；

所述转子(3)的外表面与物料仓(2)的内表面在相配合位置处由相同材质高硬度材料构成，所述高硬度材料为硬度大于石墨的材料。

2.根据权利要求1所述的类机械剥离装置，其特征在于：所述硬度大于石墨的材料为大理石、花岗岩石、金刚石、精钢、碳素钢、高锰钢、碳化钨或不锈钢。

3.根据权利要求1所述的类机械剥离装置，其特征在于：所述转子(3)的外表面与物料仓(2)的内表面在相配合位置处为平面或设置有多个齿槽的齿槽式磨面。

4.根据权利要求1所述的类机械剥离装置，其特征在于：在所述细料仓(4b)内、位于所述滤网(5)的下方设置有滤网刷(6)；

在最后一级剥离设备的细料仓与成品收容器(8)连通的管道上设置有干燥设备。

5.一种利用权利要求1所述的类机械剥离装置吨级生产石墨烯的生产方法，其特征在于：

启动各级剥离设备的转子和抽泵；

转动转子，使转子的外表面与物料仓的内表面在相配合位置处形成摩擦力；

将石墨和液体助剂混合并搅拌均匀，然后从进料口加入到第一级剥离设备的物料仓中，石墨在转子与物料仓相配合的位置处受到摩擦力的剪切作用，石墨中各石墨层间的范德华力瓦解，从而使得石墨被剥离减薄获得石墨烯，从下料口进入分料仓，经滤网筛分，通过滤网的物料进入下一级剥离设备，再次剥离减薄，经过多级剥离设备层层剥离所获得的成品石墨烯进入成品收容器；各级剥离设备中未通过滤网的物料返回第一级剥离设备的物料仓继续剥离。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述液体助剂为去离子水、酒精、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺与苯甲酸苄酯中的一种或几种混合。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述石墨的质量与所述液体助剂的体积比为0.01～150:100g/mL。