[发明专利]采用高压水流破碎生产石墨烯的装置及制备方法

权利要求书

1.一种采用高压水流破碎生产石墨烯的装置，其特征在于它包括投料罐（1）、高压水枪（2）、高压泵（3）和收集槽（4），所述投料罐（1）的下部与收集槽（4）相连通，在所述收集槽（4）通过支架（5）固定，所述高压水枪（2）安装在投料罐（1）与收集槽（4）的连通处内，枪口位于投料罐（1）内部，角度为15°，水压为20kpa，所述高压水枪（2）与高压泵（3）相连，在所述高压水枪（2）的枪口相对面的投料罐（1）内壁面上设置有剪切器（6），在所述投料罐（1）的底部设置有反冲水管（7），所述反冲水管（7）通过反冲水泵（8）与水箱（9）相连，所述收集槽（4）的出料口与储料罐（10）的进料口相连，所述储料罐（10）的出料口与离心机（11）的进料口相连，所述离心机（11）的出料口与冷冻干燥机（12）的进料口相连。

2.根据权利要求1所述的一种采用高压水流破碎生产石墨烯的装置，其特征在于所述剪切器（6）由四面体或齿形或两者结合组成，四面体或齿形的顶角角度为10°~160°，长度为1cm-1000cm，厚度为0.5cm~3cm。

3.一种利用如权利要求1所述的生产装置制备石墨烯的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

步骤一、将石墨鳞片原料投入到投料罐内，启动高压泵和反冲水泵，30min~1h后关闭电机；

步骤二、通过收集槽的出料口将上层石墨烯悬浮液排出至储料罐内，静置12h~24h；

步骤三、将储料罐内的石墨烯悬浮液输送至离心机内，离心机转速为1000-20,000rpm/min，10min~2h，取上层清液，真空过滤得到滤饼；

步骤四、将步骤三得到的滤饼以适量的蒸馏水洗涤3次，滤饼转移至冷冻干燥机内，冷冻干燥3h，即得到石墨烯产品。

4.根据权利要求3所述的一种制备石墨烯的方法，其特征在于溶剂包括水，乙腈，正丁醇，乙醇，丙酮，N,N-二甲基甲酰胺，N-甲基吡咯烷酮中的一种或多种混合物，分散剂包括十六烷基三甲基溴化铵，十二烷基硫酸钠，十二烷基苯磺酸钠，胆酸钠，聚乙烯醇，聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种的复配。