[实用新型]一种石墨烯的生产设备

说明书

本实用新型公开了一种石墨烯的生产设备，属于纳米材料技术领域。所述设备包括进料装置、高温反应设备3和出料装置；所述进料装置和出料装置分别位于所述高温反应设备3的两侧，用于将基材牵引通过所述高温反应设备3，所述高温反应设备3包括石墨炉管38、感应加热圈37、反应室和保护气封装置31；所述设备在制备过程先缓慢预热再充入保护气体和反应气体，常压下即可制备石墨烯。本实用新型所述的一种石墨烯的生产设备，不仅生产成本低，而且可以实现石墨烯大面积、高质量、规模化及连续化制备生产。

技术领域

本实用新型涉及纳米材料技术领域，具体的涉及一种石墨烯的生产设备。

背景技术

近年来，石墨烯材料一直是科技创新的前沿领域。因其出色的导电性能、超高的电子迁移率及比表面积、高导热、高透光、高断裂强度及良好的化学稳定性等优势，被誉为21世纪的神奇材料，在众多技术领域的应用前景极为广阔。尤其在新一代柔性薄膜显示屏、锂电池材料、电子芯片、导电填料、高性能储能装置、复合材料、高导热塑料、表面工程等领域极具应用潜力。因此，发展低成本、大面积、规模化制备并且实现石墨烯的结构与性能可调控的工艺技术成为目前科研工作者们主要的研究目标。

目前，石墨烯的主要制备方法有：机械剥离法、化学剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法、化学气相沉积法等。相对于其它制备方法，化学气相沉积法具有制备的石墨烯薄膜质量高、层数可控、尺寸大等优点，可在一定程度上实现石墨烯大面积高质量的可控石墨烯制备。化学气相沉积法制备石墨烯常见的设备有CVD管式炉、微波等离子CVD设备、磁控溅射CVD设备等，但由于这些设备在制备过程通常需要先将反应设备抽真空后再充入保护气体和反应气体，无法实现工业化连续生产，因而气相沉积法制备石墨烯的高成本一直制约着石墨烯材料的发展，远远无法满足电池市场对石墨烯材料的应用需求。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种石墨烯的生产设备，不仅生产成本低，而且可以实现石墨烯大面积、高质量、规模化及连续化制备生产。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种石墨烯的生产设备，包括进料装置、高温反应设备3和出料装置，所述进料装置和出料装置分别位于所述高温反应设备3的两侧，用于将基材牵引通过所述高温反应设备3；

所述高温反应设备3包括石墨炉管38、感应加热圈37、反应室和保护气封装置31；所述反应室位于高温反应设备3的内部中心位置且向高温反应设备3的两侧延伸，所述保护气封装置31位于反应室的两端延伸段内部；所述石墨炉管38位于高温反应设备3内部且均布在反应室的外围；所述感应加热圈37均匀环绕在石墨炉管38的外围，用于加热石墨炉管38。

优选的，所述高温反应设备3的外部还包括冷却水套4，所述冷却水套4两端部分别设有冷却水套入口41和冷却水套出口42，其中冷却水套入口41位于冷却水套4的底部，冷却水套出口42位于冷却水套4的顶部。

优选的，所述高温反应设备3底部还设有反应气体入口34。

优选的，所述保护气封装置31为多个相互隔离的矩形槽，且反应室外围与保护气封装置31相对的位置设有保护气入口33，所述保护气入口33为多个相关贯通的矩形中空结构；所述反应室两端均设有气封口32；所述反应室为矩形腔体。

优选的，所述进料装置和出料装置分别为进料辊2和出料辊5，所述进料辊2和出料辊5采用变频电机驱动。

优选的，所述感应加热圈37为水冷感应加热圈，采用中空铜管绕制而成，由外置的供电装置供电驱动，用于加热石墨炉管38；所述感应加热圈37的外围还依次设有保温碳毡36和石英砂35，所述感应加热圈37相对应的反应区为反应室高温区39。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型提供的一种石墨烯的生产设备，所述设备与现行的化学气相沉积制备石墨烯的设备相比具有以下优点：