[发明专利]一种石墨烯两级微波生产设备

说明书

本发明属于石墨烯制备技术领域，具体的说是一种石墨烯两级微波生产设备，腔体、进料口、固定架、转动轴和扇叶，还包括微波发射器一、两级石墨烯剥离模块和环形过滤板，腔体下端开设有落料口；进料口安装在腔体的上部；微波发射器一安装在腔体内部的下表面上；环形过滤板用于将微波发射器一中剥离出来的石墨烯抽走；两级石墨烯剥离模块用于将石墨再次剥离石墨烯；固定架安装在腔体的下端；转动轴转动安装在固定架上。本发明主要利用微波辐射对石墨进行两次剥离，剥离得到的石墨烯蓬松度很高，且石墨烯成品中不含有机官能团，提高石墨烯的产品质量，利用微波辐射器二螺旋布置并作为挡板，放置石墨震落出放置板，使石墨剥离完全。

技术领域

本发明属于石墨烯制备技术领域，具体的说是一种石墨烯两级微波生产设备。

背景技术

石墨烯由平面单层碳原子排列成二维蜂巢状结构，是只有一个碳原子厚度的超薄材料。石墨烯具有丰富的物理特性，比表面积达到2600m2/g；机械性能优异，断裂强度可达42N/m2，抗拉强度和弹性模量分别为130GPa和1.0TPa，弹性延展可达20％；导热性能好，在室温下高达5300W/(m·K)；透明度高，吸光率仅为2.3％。同时石墨烯还具有优异的电化学性能，常温下其电子迁移率超过15000cm2/(V·s)，高于碳纳米管。石墨烯因其独特的结构和优良的性能，成为研究的热点。

石墨烯的制备方法主要分为三大类：第一类氧化还原石墨烯法，这种方法操作简单可大量生产，但制备的石墨烯含有大量的官能团使石墨烯缺陷增加，降低了石墨烯的性能；第二类方法是化学气相沉积法，此方法可以制备高质量的单层石墨烯但是不能工业化规模化大量生产；第三种是机械剥离法，机械剥离法可大规模工业化生产，但剥离的石墨烯的品质不高。综上所述，现有石墨烯的制备方法都有各自的优点，同样也存在着一定的缺陷。

现有技术中也出现了一些石墨烯生产的技术方案，如申请号为201710952978.1的一项中国专利公开了一种石墨烯生产设备，包括微波腔体、微波发射器、振动块、支撑板、放置皿、弹簧、进料斗和成品收集瓶，所述微波腔体顶端左侧设有进料斗，所述进料斗贯穿微波腔体上壁，且所述进料斗内还设有封口塞，所述进料斗出口下方设有放置皿，所述放置皿下方设有振动块，所述振动块上表面开有两对称的长槽，本发明通过在放置皿下方设置振动块，能够保证氧化石墨颗粒能够平铺在放置皿上，使其能够充分均匀的接受微波辐照，氧化还原速率增快，即增快了石墨烯的生产速度，减少了资源浪费，通过各气阀及进料斗处的封口塞，确保了微波腔体的密封性，使得生产更加安全，同时本装置结构简单，生产效率较高，占地减小，易于推广使用。但该设备对石墨的剖离速度慢，产能低下，石墨烯剥离是分批完成不是连续生产，而且石墨在放置板上震动易滑落，石墨不能完全剥离成石墨烯。

鉴于此，本发明所述的一种石墨烯两级微波生产设备，对石墨进行两次微波辐射，分批剥离，得到的石墨烯品质高，生产石墨烯的速度快。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提出了一种石墨烯两级微波生产设备，本发明主要利用微波辐射对石墨进行两次剥离，剥离得到的石墨烯蓬松度很高，且石墨烯成品中不含有机官能团，提高石墨烯的产品质量，利用微波辐射器二螺旋布置并作为挡板，防止石墨震落出放置板，使石墨剥离完全。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种石墨烯两级微波生产设备，包括腔体、进料口、固定架、转动轴和扇叶，还包括微波发射器一、两级石墨烯剥离模块和环形过滤板，所述的腔体圆筒形，腔体下端开设有落料口；所述的进料口安装在腔体的上部；所述的微波发射器一安装在腔体内部的下表面上，微波发射器一是螺旋形的管道，石墨烯从微波发射器一的内部落下，微波发射器一和进料口正对，微波发射器一上均匀开设有通孔；所述的环形过滤板安装在腔体的中间部位，环形过滤板用于将微波发射器一中剥离出来的石墨烯抽走；所述的两级石墨烯剥离模块安装在腔体下端，两级石墨烯剥离模块用于将石墨再次剥离石墨烯；所述的固定架位于两级石墨烯剥离模块的下方，固定架安装在腔体的下端；所述的转动轴转动安装在固定架上；所述的扇叶安装在转动轴上。