[发明专利]一种氟化石墨烯的制备装置

说明书

技术领域

本发明涉及石墨烯材料领域，特别是一种氟化石墨烯的制备装置。

背景技术

石墨烯（GrapHene）是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料。它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；导热系数高达5300 W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000 cm²/V·s，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只约10^-6 Ω·cm，比铜或银更低，为世上电阻率最小的材料，特别是具有超大的理论比表面积2630m²/g。氟化石墨烯作为石墨烯的新型衍生物，既保持了石墨烯高强度的性能，又因氟原子的引入带来了表面能降低、疏水性增强及带隙展宽等新颖的界面和物理化学性能。同时，氟化石墨烯耐高温、化学性质稳定，表现出类似聚四氟乙烯的性质，被称之为“二维特氟龙”。氟化石墨烯这些独特的性能使其在界面、新型纳米电子器件、润滑材料等领域具有广泛的应用前景。

目前国内外石墨烯产能低、质量不稳定的情况普遍存在，大多是采用化学方法制备石墨烯，这对石墨烯的性能影响很大，同时存在环境污染严重、原料成本高、反应条件苛刻、产量低等问题，实用性不强，且制备氟化石墨烯需要在不同的设备下进行，导致制备时间长，操作极不便利。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种操作简单，制备时间短，无污染，成本低的氟化石墨烯的制备装置，其可提高生产氟化石墨烯的速度。

本发明的技术方案是：一种氟化石墨烯的制备装置，包括储存罐和与储存罐连接的混合通道，所述混合通道的外侧安装有夹套，混合通道的内侧安装有至少一个超声波系统，从所述夹套的开口处直至混合通道之间安装有至少一个微波系统。

进一步，所述储存罐的出料口通过阀门与混合通道的入料口管道连通；储存罐可以是单独的设备，也可以和混合通道安装成一体。

进一步，所述储存罐的外侧设有外贴式超声液位开关，用于检测储液罐内的液位并报警提示。

进一步，所述混合通道的出料口下侧设有收集槽，收集槽设有第一空间和第二空间，所述第一空间用于盛装待氟化的氧化石墨烯溶液，第二空间用于盛装制备出的氟化石墨烯液。

进一步，所述储存罐的底部设有第一进料口，储存罐的顶部设有第二进料口；所述第一进料口通过循环泵与所述收集槽的第一空间管道连通；所述第二进料口用于添加其它浆料。

进一步，所述微波系统的数量为四个，对称分布于混合通道的两侧，所述超声波系统的数量为一个。

进一步，所述混合通道由两层金属材料组成，所述储存罐的出料口排出的浆料从两层金属材料的夹层通过。

进一步，所述金属材料为防酸耐腐蚀材料。

进一步，所述混合通道呈圆管形或方条形。

本发明与现有技术相比具有如下特点：利用超声波的空化作用和微波的高速振荡原理制备氟化石墨烯，操作简单，制备时间短，无污染，成本低，可用于锂电池电极材料、润滑材料，也可用于医药，催化或者做特种喷涂材料（如不沾锅、自洁玻璃镀膜等），还可直接或合成做发动机气缸的耐磨材料等。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明的详细结构作进一步描述。

一种氟化石墨烯的制备装置，包括储存罐1和与储存罐1连接的混合通道2，混合通道2的外侧安装有夹套3，用于加热或冷却；混合通道2的内侧安装有一个超声波系统4，从夹套3的开口处直至混合通道2之间安装有四个微波系统5，且对称排布于混合通道2的两侧；混合通道2可根据流速设置微波及超声波功率的大小。

储存罐1的外侧设有外贴式超声液位开关11，用于检测储液罐1内的液位；外贴式超声液位开关11采用非接触式测量，因此不受介质的温度、比重、腐蚀性的影响，测量的介质包括纯净液体、乳状液体和悬浮状液体，且具有继电器常开和常闭报警输出；当液位超过或低于设定值时进行报警提示。