[发明专利]一种介入高压射流超声的碳剥离设备与工艺

说明书

一种介入高压射流超声的碳剥离设备与工艺,其设备由微界面強化反应总成,左高压射流泵,右高压射流泵,成品暂贮罐,左固液混合罐,右固液混合罐,气液压缩泵,液态亚临界溶剂热交换冷却总成,液态亚临界溶剂暂贮罐,左固体粉状原料暂贮罐,右固体粉状原料暂贮罐构成；在计算机管理下,固液混合物定量地分别输入左高压射流泵与右高压射流泵,先两股高压固液混合物朿流高速沖撞,再激发超声环发出24KHz超声波再次分散固液混合物,形成微界面強化反应。

技术领域

本发明涉及新材料领域,特别涉及一种介入高压射流超声的碳剥离设备与工艺。

背景技术

插层剥离法是生产石墨烯常用办法之一,发明专利“一种天然石墨剥离提纯方法”就公开了一种连续利用双氧水等氧化剂氧化,甲酸氨等有机插层剂插层,硫酸氨等无机插层剂插层,插层剥离天然石墨的方法；这方法成本高,有环境污染风险；

研究发现:石墨烯在非极性溶剂中表现出良好的溶解性，具有超疏水性和超亲油性；

而亚临界溶剂在常温常压下为气态,在常温加压(0.8MPa左右)下为液态；液态亚临界溶剂呈非极性,目前己利用亚临界溶剂生产油脂,但未见利用亚临界溶剂作插层剂,插层剥离天然石墨等碳原料；

液态亚临界溶剂呈非极性,可以良好浸润并侵入鳞状石墨层间；而后亚临界溶剂减压转向气态,就可迅速涨裂石墨层,产出少层石墨烯或多层石墨烯；

现有利用亚临界溶剂生产油脂都是用罐浸泡式,效率低；为此有必要介入微界面強化反应技术,具体选用高压射流超声技术。

发明内容

一种介入高压射流超声的碳剥离设备,由微界面強化反应总成,左高压射流泵,右高压射流泵,成品暂贮罐,左固液混合罐,右固液混合罐,气液压缩泵,液态亚临界溶剂热交换冷却总成,液态亚临界溶剂暂贮罐,左固体粉状原料暂贮罐,右固体粉状原料暂贮罐构成,其特征是液态亚临界溶剂暂贮罐左边通过左管道与左固液混合罐连接,左固液混合罐通过管道与左高压射流泵进口连接,左高压射流泵出口管伸入微界面強化反应总成的罐体内部与微界面強化反应总成连接,左固体粉状原料暂贮罐通过管道与左固液混合罐连接；

液态亚临界溶剂暂贮罐右边通过右管道与右固液混合罐连接,右固液混合罐通过管道与右高压射流泵进口连接,右高压射流泵出口管伸入微界面強化反应总成的罐体内部与微界面強化反应总成连接,右固体粉状原料暂贮罐通过管道与右固液混合罐连接；

微界面強化反应总成通过成品输出管与成品暂贮罐连接；

微界面強化反应总成通过出气管与气液压缩泵连接,气液压缩泵通过管道与液态亚临界溶剂热交换冷却总成连接,液态亚临界溶剂热交换冷却总成通过管道与液态亚临界溶剂暂贮罐连接；

微界面強化反应总成由罐体,成品输出管,隔离定量输出阀,隔离斜栅板,陶瓷膜过滤器,超声环,出气管构成；

微界面強化反应总成罐体的主体是立式圆柱状,圆柱状底部接倒圆维状罐底,成品输出管一端接倒圆维状罐底,成品输出管另一端与成品暂贮罐连接；隔离定量输出阀装在成品输出管内部；

罐体内部上半部,从下向上装有隔离斜栅板,陶瓷膜过滤器；

隔离斜栅板,陶瓷膜过滤器己商品化,陶瓷膜过滤器成套配有高压气反洗系统；在罐体内部下半部装有超声环,超声环与从外部伸入的左高压射流泵出口管,右高压射流泵出口管水平同轴安装；

罐体上顶接出气管一端,出气管另一端接气液压缩泵进气口；

左高压射流泵,右高压射流泵,成品暂贮罐,左固液混合罐,右固液混合罐,气液压缩泵,液态亚临界溶剂热交换冷却总成,液态亚临界溶剂暂贮罐,左固体粉状原料暂贮罐,右固体粉状原料暂贮罐均为己商品化设备；

利用介入高压射流超声的碳剥离设备进行碳剥离工艺如下述: