[发明专利]一种化学法制备单层石墨烯自动化智能生产装置

权利要求书

1.一种化学法制备单层石墨烯自动化智能生产装置，其特征在于主体结构包括中控台、预氧化反应釜、第一卧螺离心机、双锥回转真空干燥机、喷雾干燥机、工业微波加热还原炉、污水处理系统、第一色谱控制装置、第一pH值传感器、温度传感器、第一干湿度传感器、光电传感器、时间继电器、压力温度与真空度传感器、第一电磁阀、第一控制元件、第二控制元件、第二电磁阀、第三控制元件、第四控制元件、第五控制元件、氧化反应釜、第二色谱控制装置、第二光电传感器、第二电磁阀、第六控制元件、第二卧螺离心机、第二pH传感器、第七控制元件、第八控制元件、第二压力温度与真空度传感器、第九控制元件和第二干湿度传感器；中控台连接第三控制元件控制原料输入预氧化反应釜进行预氧化，预氧化反应釜上部连接第一色谱控制装置进行颜色比对，第一色谱控制装置上部连接第一光电传感器进行信号传输，第一光电传感器连接到中控台控制第一电磁阀的开关，中控台与第一控制元件之间连接有第一电磁阀，第一电磁阀与第一控制元件控制预氧化反应釜内的物料输送至第一卧螺离心机进行过滤洗涤；第一卧螺离心机上部连接第一pH传感器进行pH值比对，第一pH传感器连接到中控台进行信号传输，中控台与双锥回转真空干燥箱之间依次设置有第二电磁阀和第二控制元件，第二控制元件控制第一卧螺离心机输出的物料输入双锥回转真空干燥箱进行真空干燥，第四控制元件与污水处理系统连接控制第一卧螺离心机输出的废水进入污水处理系统；双锥回转真空干燥箱上部连接有温度传感器和第一干湿度传感器分别进行温度和湿度的比对，温度传感器和第一干湿度传感器连接到中控台进行信号传输，第五控制元件控制物料输入氧化反应釜进行氧化；氧化反应釜上部连接第二色谱控制装置进行颜色比对，第二色谱控制装置上部连接第二光电传感器进行信号传输，第二光电传感器连接到中控台控制第二电磁阀开关，中控台连接第二电磁阀操控第六控制元件的开启，第六控制元件控制物料输入氧化反应釜下端的第二卧螺离心机进行过滤洗涤；第二卧螺离心机上部连接第二pH传感器和时间继电器分别进行pH值比对和时间控制，第二pH传感器与时间继电器串联连接到中控台进行信号传输，第七控制元件控制第二卧螺离心机内的部分物料输入喷雾干燥机进行冷冻干燥，剩余物料输出为成品氧化石墨烯水相分散液；喷雾干燥机上部连接第二干湿度传感器进行物料的湿度比对，第八控制元件控制喷雾干燥机内的部分物料输入工业微波加热还原炉进行热还原，喷雾干燥机内的部分物料输出为成品氧化石墨烯粉体；工业微波加热还原炉上部连接第二压力温度与真空度传感器进行压力温度与真空度比对，第九控制元件与工业微波加热还原炉连接控制工业微波加热还原炉内的物料输出为成品单层石墨烯粉体。

2.一种采用如权利要求1所述装置制备单层石墨烯的自动化智能生产方法，其特征在于具体包括预氧化、氧化、冷冻干燥、热还原四个步骤：

(1)预氧化：中控台启动第三控制元件将原料输入预氧化反应釜进行预氧化，经第一色谱控制装置和第一光电传感器分别进行颜色比对和信号输出后，将预氧化反应釜内的物料输入第一卧螺离心机进行过滤洗涤，经第一pH传感器进行pH比对后将第一卧螺离心机的物料输入双锥回转真空干燥机进行真空干燥，经温度传感器和第一干湿度传感器比对后，将双锥回转真空干燥机内的物料输入氧化反应釜，第四控制元件控制第一卧螺离心机内的废水进入污水处理系统；

(2)氧化：启动第五控制元件，将双锥回转真空干燥机内的物料输入氧化反应釜，经第二色谱控制装置和第二光电传感器分别进行颜色比对和信号输出，将氧化反应釜内的物料输入第二卧螺离心机进行过滤洗涤，经第二pH传感器和时间继电器分别进行比对后，将第二卧螺离心机内的部分物料输出为成品氧化石墨烯水相分散液，另一部分物料进行冷冻干燥；

(3)冷冻干燥：启动第七控制元件，将二卧螺离心机内的物料输入喷雾干燥机，经第二干湿度传感器进行湿度比对后，喷雾干燥机内的部分物料输出为成品氧化石墨烯粉体，另一部分物料进行热还原；

(4)热还原：启动第八控制元件，将喷雾干燥机内的物料输入工业微波加热还原炉，经第二压力温度与真空度传感器进行压力温度与真空度比对后，输出为成品单层石墨烯粉体。