[发明专利]一种石墨烯基棒的制备装置及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯基棒制备装置，其特征在于所述石墨烯基棒制备装置由恒温加热装置（1）、二氧化硅毛细管柱（2）、溶液槽（3）、旋转台（4）、承接液（5）和隔热塞（6）组成；二氧化硅毛细管柱（2）穿过恒温加热装置（1）内部，通到溶液槽（3）中，所述旋转台（4）在工作过程中保持恒速旋转状态，以提供制取石墨烯基棒所需的剪切力，承接液（5）为低密度溶液，如乙醇、丙酮，或乙醇/丙酮/水两者或三者间的混合液，隔热塞（6）主要减少加热装置（1）的热量散失，减少能耗、提高恒温加热装置（1）内部热稳定性。

2.根据权利要求1所述的石墨烯基棒制备装置，其特征在于所述恒温加热装置（1）为管式炉或高温烘箱，管式炉炉管内径范围为5~20 cm，温度范围可调为300-600 ℃，即二氧化硅毛细管柱（2）可以伸入并接出，温度范围可调为0-500 ℃。

3.根据权利要求1所述的石墨烯基棒制备装置，其特征在于所述二氧化硅毛细管柱（2）的内径范围为3~20 mm。

4.根据权利要求1所述的石墨烯基棒制备装置，其特征在于所述溶液槽（3）为由玻璃结晶皿或类似矮柱型平底皿，其内径范围为10-30 cm。

5.根据权利要求1所述的石墨烯基棒制备装置，其特征在于所述旋转台（4）为电动旋转台，转速可调、恒定，转速范围为100-500转/分钟。

6.根据权利要求1所述的石墨烯基棒制备装置，其特征在于所述隔热塞（6）为隔热矿棉或气凝胶。

7.一种使用如权利要求1所述的装置制备石墨烯基棒的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）采用已有方法合成出氧化石墨烯，再配制成1-6 mg/ml的氧化石墨烯浆液；

（2）将上述氧化石墨烯浆液通过外接蠕动泵以1-5 ml/min的速度注入二氧化硅毛细管柱2中；

（3）上述氧化石墨烯浆液经二氧化硅毛细管柱2进入恒温加热装置1中进行热处理，转变为初步湿还原性氧化石墨烯纤维；

（4）在外接蠕动泵推力作用下将上述初步湿还原性氧化石墨烯棒进一步注入装有低密度溶液的旋转溶液槽3中，在恒速旋转状态下，初步湿还原性氧化石墨烯纤维经剪切力作用，转变为湿还原性氧化石墨烯棒；

（5）将上述湿还原性氧化石墨烯棒过滤、干燥便得到了还原性氧化石墨烯棒。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述还原性氧化石墨烯基棒是指纯还原性氧化石墨烯棒或还原性氧化石墨烯/活性物质复合棒或者还原性氧化石墨烯/聚合物复合棒。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述活性物质为磷酸铁锂、锂钴氧、氢氧化镍、二氧化锰、硫化钼中的一种或几种；所述聚合物为聚丙烯醇、聚乙烯醇、壳聚糖、海藻酸钠中的一种或几种。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述还原性氧化石墨烯棒的直径可以从亚微米到厘米级别连续可调。