[实用新型]石墨烯粉体制备系统

说明书

本实用新型公开了一种石墨烯粉体制备系统，包括：气体冷却装置、气体预热装置、物料添加装置、反应装置、物料收集装置、气体回收装置。本实用新型的石墨烯粉体制备系统，通过气体回收装置能够有效将作为溶剂的二氧化碳气体回收，并通过再次通入气体冷却装置而进行再次利用，从而节省了二氧化碳气体，避免了反应后的二氧化碳气体(可能携带有毒气体)直接排入大气对大气造成污染。本实用新型为连续循环反应，制备效率高，成本较低。

技术领域

本发明涉及化工技术领域，尤其涉及一种石墨烯粉体制备系统。

背景技术

石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成的六元环周期性蜂窝状点阵结构的新型碳同素异形体，其厚度约为0.335nm。石墨烯其因独特的二维晶体结构和优良的力学、电学、热学和光学特性，成为近几年材料领域的研究热点。

目前，对于石墨烯材料的制备、性质及应用的研究，已成为当今全球最热门研究领域之一。石墨烯的制备方法主要有机械剥离法、化学气相沉积法、外延晶体生长法与氧化还原法等。但这些方法都存在一些缺点,而极大的限制了其进一步的应用，如微机械剥离法不适合大规模性生产；化学气相沉积法虽可制备高质量、大面积的石墨烯薄膜,但是理想的基底材料的价格太昂贵, 影响了石墨烯的工业化生产；氧化还原法会使得石墨烯产生不可修复的缺陷，且利用该方法大量制备石墨烯的过程中容易带来废液污染,肼等还原剂有毒,且易燃易爆,不利于大批量安全生产。要实现石墨烯产业化，其关键问题是探索大规模、高质量、低成本的石墨烯制备技术。

超临界流体技术制备石墨烯是一种新型技术，该技术利用一种或多种溶剂(如二氧化碳、乙醇、DMF、NMP等溶剂)在超临界状态下以其密度、粘度、扩散系数等方面的特性对石墨进行插层，并在快速泄压过程中完成石墨片层的快速膨胀剥离得到石墨烯。中国专利专利号为201110021033.0公开了一种“超临界流体制备石墨烯的方法”，其通过将石墨原料和有机溶剂混合，且在200℃-700℃和10-100Mpa范围内，而后快速降温和降压从而制备石墨烯。在该专利中，存在所采用有机溶剂毒性大，单位时间内制备的石墨烯量小，且步骤繁琐，不易控制等问题，无法进行石墨烯的产业化生产。

因此，有必要设计一种能够循环利用溶剂、制备效率高、制备效果好的石墨烯粉体制备系统。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明的实施例提供了一种石墨烯粉体制备系统。

为解决上述技术问题，本发明的实施例采用的技术方案是：

一种石墨烯粉体制备系统，包括：气体冷却装置、气体预热装置、物料添加装置、反应装置、物料收集装置、气体回收装置；其中：

所述气体冷却装置与气源连接，所述气体冷却装置用于冷却气体；

所述气体预热装置与所述气体冷却装置连接，所述气体预热装置用于将经所述气体冷却装置冷却后的气体进行预热，以使冷却后的气体达到预设温度。

所述气体预热装置和所述物料添加装置均与所述反应装置连接，以使：经所述气体预热装置预热的气体以及所述物料添加装置中的物料进入所述反应装置中；

所述反应装置用于使气体与原料进行混合以形成气固混合物；

所述物料收集装置与所述反应装置连接并用于接收所述气固混合物，并将气固混合物中的反应产物与气体分离，所述反应产物进入收集袋；

所述气体回收装置与所述物料收集装置连接，并用于接收所述物料收集装置所分离的气体；

所述气体回收装置与所述气体冷却装置连接，所述气体冷却装置用于接收所述气体回收装置中的气体。

优选地，所述气体冷却装置包括相连接的干燥器和冷凝器，以使气体经过干燥器后进入所述冷凝器进行冷却。