[实用新型]一种高效生产氯化石墨烯的设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及石墨烯生产设备技术领域，具体涉及一种高效生产氯化石墨烯设备。

背景技术

石墨烯是一种由单层碳原子以sp²杂化轨道组成的六角型晶格二维晶体，具有很高的比表面积，良好的导电、导热性和优异的力学性能等独特的性质，使得其在电极材料、高强度复合材料、晶体管、传感器等方面具有广泛的应用前景。石墨烯是一类零带隙的半金属半导体材料，可通过对其进行元素掺杂从而改变材料的能带结构、光学性质和电学性质，使其成为一种全新的复合型纳米材料,这种纳米材料在光电子器件、新材料和新能源等诸多领域发挥了重大的作用。

氯化石墨烯是一种新型的纳米材料，是石墨烯的一种重要衍生物。目前，氯化石墨烯的研究相对较少，主要都停留在实验室阶段，其生产设备存在的主要问题是对设备的要求极高，操作复杂，制备效率低，难以满足大规模生产的需要。中国专利号CN103111312A公开了“一种氯掺杂石墨烯及其制备方法与应用”，该发明用燃烧的镁条活化氯甲烷，生成二氯卡宾，这些二氯卡宾再自组装生成氯掺杂石墨烯，所制得的氯掺杂石墨烯催化活性好，可作为阴极催化材料在氧还原电极中应用，但该方法需要对产物进行多次分离、沉淀、洗涤，是间歇操作，且后处理较为麻烦，不适合大规模生产。

综上，如何提供一种生产过程简单，成本低廉以及高质量氯化石墨烯规模化生产的设备，已成为本领域亟需解决的重要课题之一。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提出一种高效生产氯化石墨烯的设备，具有可连续不间断地大量制备的优点，且无污染，生产成本低，设备简单，易于实现自动化及工业化生产，而且可以解决高质量氯化石墨烯规模化生产的问题。

为了实现上述目的，本实用新型的解决方案是：

一种高效生产氯化石墨烯的设备，包括原料储罐、高温反应罐、产品后处理罐、氯气储罐、氯气回收罐、氮气储罐、废气回收处理器，各部分之间通过管道相连；原料储罐外连接真空泵；原料储罐和高温反应罐之间设有下料开一；高温反应罐与氯气储罐之间设有氯气流量调节控制器，与氯气回收罐之间设有氯气回收阀门；高温反应罐和产品后处理罐之间设有下料开关二；产品后处理罐与氮气储罐之间设有氮气流量调节控制器，与废气回收处理器之间设有尾气处理阀门；原料储罐和产品后处理罐均有安装搅拌桨，高温反应罐侧面设有搅拌装置。

所述高温反应罐顶部设有进料口和出气口，两侧设有加热冷却夹套，底部设有下料口和进气口，左侧设有搅拌装置，搅拌装置包括搅拌电机、转轴、分散叶、搅拌分散盘。

本实用新型的特点及有益效果：

（1）原料储罐可以随时方便地提供真空干燥后的反应物料，实现氯化石墨烯生产过程的连续性；

（2）高温反应器侧面搅拌器的设置提高了石墨烯粉体与氯气的接触效率，有利于实现石墨烯的深度氯化，提高产物质量；

（3）设有氯气回收罐和废气回收处理器，一方面提高了氯气的利用率，另一方面对尾气进行后处理，无产生环境污染；

（4）生产设备结构简单，操作步骤少，生产效率高，易于实现自动化及工业化生产，具有重大的生产实践意义。

附图说明

图1为本实用新型所述一种高效生产氯化石墨烯的结构示意图；

图2为本实用新型所述高温反应罐的主视图；

附图标记说明：1为原料储罐，2为下料开关一，3为高温反应罐，3-1为进料口，3-2为出气口，3-3为加热冷却夹套，3-4为搅拌电机，3-5为分散叶，3-6为搅拌分散盘，3-7为进气口，3-8为下料口，4为下料开关二，5为产品后处理罐，6为真空泵，7为氯气储罐，8为氯气流量调节控制器，9为氯气回收阀门，10为氯气回收罐，11为氮气储罐，12为氮气流量调节控制器，13为尾气处理阀门，14为废气回收处理器。

具体实施方式

为了更好的理解本实用新型，下面结合实施例进一步阐明本实用新型的内容，但本实用新型内容不仅仅局限于以下的具体实施例。