[发明专利]生产石墨烯粉体的设备

说明书

技术领域

本发明涉及石墨粉体的生产设备，更具体地，涉及利用微波使得金属产生电晕放电特性连续生产石墨烯粉体的设备。

背景技术

石墨烯作为面向未来的明星材料，在各个领域有着广泛的应用前景，也因此，其制备方法一直以来受到大家的关注。目前，获得石墨烯粉体的方法主要分为化学气相沉积法和还原氧化法。其中，由化学气相沉积法制备的石墨烯，品质较高，但设备可装载基片小，功能单一，可重复性差，难以满足薄膜类材料的科学研究以及规模化制备需求。另外，通过还原氧化法制备的石墨烯粉体，虽然可以实现大规模批量制备，但该过程产生的环境污染以及能源消耗不容忽视，更为重要的是，其所获得石墨烯粉体品质较差，无法体现石墨烯的本征性质，极大限制了其应用范围。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明提供一种生产石墨烯粉体的设备，包括：微波腔室，包括微波源；进出气系统，包括将碳源气体和惰性气体引入所述微波腔室的进气系统和将反应废气排出所述设备的出气系统；以及产物接收系统，用于接受和存储产生的石墨烯粉体。

根据本发明的一实施方式，还包括导气腔室，所述导气腔室设置于所述微波腔室上部。

根据本发明的另一实施方式，所述进出气系统包括与所述导气腔室和/或所述微波腔室相连的进气口。

根据本发明的另一实施方式，还包括用于观察所述微波腔室内部的观察系统。

根据本发明的另一实施方式，所述产物接受系统设置于所述微波腔室下方，通过快锁所述产物接受系统与所述微波腔室连接。

根据本发明的另一实施方式，还包括设置于所述微波腔室内、用于产生石墨烯粉体的石英反应管，以及通过所述进气系统引入将反应气体引入所述石英反应管的石英管。

根据本发明的另一实施方式，还包括进出气控制系统。

根据本发明的另一实施方式，其特征在于，还包括用于控制微波的微波控制系统。

本发明的设备在碳源持续通入的条件下，可以实现连续接收石墨烯粉体，从而实现连续制备石墨烯粉体的目标。本发明的设备可以满足不同材料的生长条件；调节参数多，可以实现微波功率连续可调，可用于摸索新材料的生长工艺；能够实现新材料的高品质生长；对于科学研究以及规模化生产石墨烯材料意义重大。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1是本发明的可连续生产石墨烯粉体微波设备主体效果图；

图2是本发明的可连续生产石墨烯粉体微波设备下端效果图；

图3是本发明的可连续生产石墨烯粉体微波设备透射效果图；

图4是本发明的可连续生产石墨烯粉体微波设备内部结构效果图；

图5是本发明的可连续生产石墨烯粉体微波设备内部结构剖面效果图；

图6是本发明的可连续生产石墨烯粉体微波设备结构示意图；

图7是本发明的可连续生产石墨烯粉体微波设备内部结构俯视图；

图8是实施例1制备的石墨烯的拉曼光谱图；

图9是实施例2制备的石墨烯的拉曼光谱图；以及

图10是实施例3制备的石墨烯的拉曼光谱图。

其中，附图标记说明如下：

1-微波源；2-催化剂；3-进气口；3a-石英进气管；4-出气口；5-进料口；6-石英反应管；7-储料罐；8-快锁；9底脚；10-设备外壳；11-观察窗口；12-法兰接口；13-微波腔室；14-导气腔室；15-石英棒。

具体实施方式

下面通过具体实施例与附图对本发明进行说明，但本发明并不局限于此。

在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

为克服解决现有石墨烯粉体制备存在的高污染问题，本发明将采用微波作为能量源，以含碳化学物质作为原料，以此制备石墨烯粉体。下文参阅图1-8，来解释说明本发明的构思。本发明的设备包括微波腔室13、进出气系统和产物接收系统。