[发明专利]石墨烯包覆水泥填料的生产工艺

说明书

本发明提供了一种石墨烯包覆水泥填料的生产工艺，所述对水泥填料进行洗涤和/或浸润等预处理，得到预处理填料；进行第一次加热并控制加热温度不高于350℃，形成脱水物料；通过惰性气体置换脱水物料周围的空气和其它气体；将脱水物料在含有气态碳源、氢气和惰性气体的混合气体气氛下进行第二次加热并控制加热温度在500～900℃范围内，反应充分后，获得石墨烯包覆水泥填料。本发明能够制得石墨烯包覆的水泥填料产品，能够实现石墨烯包覆水泥填料的连续大批量生产，可提高包覆效率，有利于获得良好的包覆质量。

技术领域

本发明涉及水泥填料(例如，砂石、矿渣等)的表面包覆技术领域，具体来讲，涉及一种生产石墨烯包覆水泥填料的工艺。

背景技术

当前世界工业发展迅速，对水泥，尤其是高性能、高强度的水泥的需求一直居高不下。所以水泥的改性研究一直是当前热门课题，其中石墨烯改性水泥复合材料是其主流技术之一。然而，现有的类石墨烯或石墨烯水泥填料改性技术大多是将其分散在水泥中。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本发明的目的之一在于提供一种制备石墨烯包覆水泥填料的新方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种石墨烯包覆水泥填料的生产工艺，所述生产工艺包括以下步骤：对水泥填料进行预处理，得到预处理填料，所述预处理包括洗涤；对所述预处理填料进行第一次加热并控制加热温度不高于350℃，形成脱水物料；将所述脱水物料在混合气体气氛下进行第二次加热并控制加热温度在500～900℃范围内，反应充分后，获得石墨烯包覆水泥填料，其中，所述混合气体含有气态碳源、氢气和惰性气体。

在本发明的一个或多个示例性实施例中，所述预处理步骤还可包括将所述洗涤步骤得到的水泥填料在浸润液中浸润，其中，浸润液含有固态碳源。

在本发明的一个或多个示例性实施例中，所述浸润液可通过将固态碳源与诸如水、有机溶液或水和有机溶液的混合液的液相充分混合而形成。所述固态碳源可以为蔗糖、葡萄糖、柠檬酸、多巴胺和沥青中的一种或多种。

在本发明的一个或多个示例性实施例中，所述生产工艺还可包括在所述第一次加热步骤与所述第二次加热步骤之间的气氛转换步骤，所述气氛转换步骤通过惰性气体置换由所述第一次加热步骤形成的脱水物料周围的空气和其它气体。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括以下内容中的至少一项：能够制得石墨烯包覆的水泥填料产品；能够实现石墨烯包覆水泥填料的连续大批量生产，可提高包覆效率，有利于获得良好的包覆质量。

附图说明

图1示出了本发明的一个示例性实施例的工艺流程图。

图2示出了本发明的生产工艺的一个示例性实施例所对应的石墨烯包覆水泥填料的生产设备的结构示意图。

图3中的a至c示出了本发明一个示例性实施例制备得到的石墨烯包覆标准砂的电子显微图片；图3中的d至f示出了标准砂的电子显微图片。

附图标记说明如下：

加料单元10、物料输送机构11、预处理单元20、浸润池21、第一物料提升机构22；脱水单元30、第一加热部件31、脱水固化腔32；气氛转换单元40、换气腔41；反应单元50、第二加热部件51、反应腔52；降温单元60。

具体实施方式

在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本发明的石墨烯包覆水泥填料的生产设备。

图1示出了本发明的一个示例性实施例的工艺流程图。如图1所示，在在本发明的一个示例性实施例中，石墨烯包覆水泥填料的生产工艺可由包括洗涤和浸润的预处理步骤、第一加热步骤和第二加热步骤构成。