[实用新型]一种用电化学法制备少层石墨烯的装置

说明书

一种用电化学法制备少层石墨烯的装置，属于石墨层间化合物及石墨烯制备设备领域，本实用新型是为了解决制备石墨烯时反应效率低、品质均一性差、生产可控性差及在反应过程中石墨电极容易脱落而使反应失效的问题，本装置包括电解槽，其组成还包括：电极片一、阳极板、阴极框和电极片二，电极片一与阳极板组成所述装置的阳极部分，电极片二与阴极框组成所述装置的阴极部分，阳极部分放置在电解槽中，阴极部分扣在阳极部分上且阴极部分中的阴极框与电解槽的上表面接触，在阴极部分扣在阳极部分之间设置N个电极片一与N个电极片二，每个电极片一和每个电极片二呈叉指型相对设置，本实用新型主要用做少层石墨烯的制备的装置。

技术领域

本实用新型属于石墨层间化合物及石墨烯制备设备领域，特别涉及一种用电化学法制备少层石墨烯的装置。

背景技术

从2004年撕胶带法制备单层石墨烯获得诺贝尔奖开始，石墨烯开始逐渐走入人们的视野。石墨烯可以由天然石墨剥离制得，具有优异的光学特性，其中1层石墨烯为单层石墨烯，3-5层石墨烯为少层石墨烯，5层以上石墨烯为多层石墨烯，当吸收2.3％可见光时可使其透明，其导热系数可达5000W/mK，是一种优异的导热材料，它具有很高的电子迁移率，电阻率也较任何其他已知材料低，此外其质量轻，机械强度高，比表面积大，具有优异的化学稳定性，因此石墨烯广泛应用于光学材料、催化材料、导热材料、阻燃材料、储能材料、传感材料和生物材料等多个领域，并且在锂离子电池、超级电容器、传感器、触摸屏等产品中逐渐发挥重要作用。

现有技术中制备石墨烯的方法有很多主要包括机械剥离法、外延生长法、气相沉积法、氧化还原法、电化学剥离法等，其中电化学剥离法是一种新兴的方法，具有快速高效、绿色环保、低成本等优点，因而迅速受到了学术界和工业界的关注和青睐，但是现有电化学剥离装置剥离效果并不理想，现有技术中电化学剥离装置大多采用平板型电极，一端为石墨电极，一端为金属电极，两者之间通电产生剥离效果，在此种装置中进行电化学剥离过程容易造成石墨电极反应效率低、产品品质均一性较差、生产可控性也相对较差，而且在反应过程中石墨电极容易脱落而使反应失效，因此在现有技术中改良一种新型的电化学剥离装置是很有必要的。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有设备在制备石墨烯时反应效率低、品质均一性差、生产可控性差及在反应过程中石墨电极容易脱落而使反应失效的问题，进而提出一种用电化学法制备少层石墨烯的装置。

本实用新型一种用电化学法制备少层石墨烯的装置，它包括电解槽，其组成还包括：N个电极片一、一个阳极板、一个阴极框和N个电极片二，N的值为2个-100个，N个电极片一与一个阳极板通过2N个连接件连接组成所述装置的阳极部分，N个电极片二与一个阴极框通过2N个连接件连接组成所述装置的阴极部分，阳极部分放置在电解槽中，阴极部分扣在阳极部分上且阴极部分中的阴极框与电解槽的上表面接触，在阴极部分扣在阳极部分之间设置N个电极片一与N个电极片二，每个电极片一和每个电极片二呈叉指型相对设置，所述电解槽为由透明材料制成的电解槽。

本实用新型与现有技术具有以下有益效果：

1.本实用新型中的电极板一、电极板二、阳极板、阴极框及电解槽如任何一个部分出现腐蚀情况均可以独立更换，避免了因部分零件整体更换，使维修成本至少降低了50％。

2.本实用新型可以根据阳极板和阴极框的螺孔位置调整叉指宽度，其装置整体也可以调整，适合用于不同品质的石墨烯制备。

3.本实用新型中的电解槽材料为透明绝缘有机玻璃，可以观察电化学反应的情况。

4.本实用新型结构简单，制作成本小。

5.本实用新型可以实现少层、高品质石墨烯的制备，有效改善石墨烯产品均一性差的问题，制备出的少层石墨烯的率可达90％。

6.本实用新型的阴极部分中阴极板与电解槽的上表面接触，每个电极片均与电极板之间采用连接固定，防止了电极在反应时掉落。