[发明专利]一种连续式石墨烯粉末制备方法及其设备

说明书

本发明涉及碳纳米材料制备技术领域，尤其是一种连续式石墨烯粉末制备方法的设备，包括双层水冷真空腔体,双层水冷真空腔体的顶部固定连接有混气室，混气室的顶部设有内部气体循环接口，双层水冷真空腔体底部连接有真空泵和气体循环泵，气体循环泵的出气端与内部气体循环接口相连，双层水冷真空腔体的两侧分别贯穿设有阴极石墨棒和阳极石墨棒，阴极石墨棒的外端固定设有阴极电连接件，阳极石墨棒的外端固定设有阳极电连接件，阴极电连接件和阳极电连接件下部均设有自动进样机构。本发明还提供了一种连续式石墨烯粉末制备方法。本发明制备的石墨烯粉末纯度高、结晶性好、缺陷少，实现连续式制备石墨烯粉末。

技术领域

本发明涉及碳纳米材料制备技术领域，尤其涉及一种连续式石墨烯粉末制备方法及其设备。

背景技术

石墨烯自从2004年问世以来，就引起了科学家的极大兴趣和广泛关注。电弧法制备石墨烯粉末具有性价比高、设备操作简单、所制备石墨烯粉末纯度高、缺陷少的特点。

石墨电弧法制备石墨烯粉末是通过给两个石墨电极之间施加大电流，形成等离子体电弧放电，在电弧区产生3000度以上高温，从而使石墨电极气化，气态碳原子经过系列化学和物理过程，在放电室内壁生成石墨烯粉体材料，而现有技术中制备的石墨烯粉末纯度、结晶性、缺陷方便不够理想，并且无法实现连续制备，因此，我们提出了一种连续式石墨烯粉末制备方法及其设备。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在缺点，而提出的一种连续式石墨烯粉末制备方法及其设备。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

设计一种连续式石墨烯粉末制备方法的设备，包括双层水冷真空腔体,双层水冷真空腔体的一侧设有开门，所述双层水冷真空腔体的顶部贯穿设有内部气体循环入口，所述双层水冷真空腔体的底部分别贯穿设有腔体抽真空接口和内部气体循环出口，所述内部气体循环入口上固定连接有混气室，所述混气室的顶部设有内部气体循环接口，内部气体循环接口上设有第一气阀，所述混气室的一侧设有氢气补充管、氦气补充管，所述腔体抽真空接口上连接有真空泵，真空泵与腔体抽真空接口之间固定设有第三气阀，所述内部气体循环出口上连接有气体循环泵，气体循环泵与内部气体循环出口之间固定设有第四气阀，气体循环泵的进气端与内部气体循环出口连接，气体循环泵的出气端与内部气体循环接口相连，所述双层水冷真空腔体的两侧对称设有石墨棒通孔，两侧的石墨棒通孔内分别插接有阴极石墨棒和阳极石墨棒，所述阴极石墨棒位于双层水冷真空腔体外部的一端固定设有阴极电连接件，所述阳极石墨棒位于双层水冷真空腔体外部的一端固定设有阳极电连接件，所述阴极电连接件和阳极电连接件下部均设有自动进样机构。

优选的，所述自动进样机构包括支撑板，所述支撑板固定在双层水冷真空腔体的外壁上，所述支撑板上固定设有滑轨，所述滑轨上设有与之相匹配的滑块，所述滑块上贯穿设有驱动螺杆，所述驱动螺杆的一端通过轴座固定在双层水冷真空腔体的外壁上，驱动螺杆远离轴座的一端设有步进电机，所述步进电机的输出端通过联轴器与驱动螺杆固定连接，所述阴极电连接件和阳极电连接件固定设置在滑块上。

优选的，所述滑块与驱动螺杆之间设有轴套，所述轴套固定在滑块内部，所述轴套内部设有与驱动螺杆相匹配的内螺纹。

优选的，所述氢气补充管和氦气补充管上均固定设有第二气阀，氢气补充管与氢气罐相连，氦气补充管有氦气罐相连。

优选的，所述阴极石墨棒和阳极石墨棒位于双层水冷真空腔体外部的部分均套设有伸缩波纹管，所述伸缩波纹管一端固定在双层水冷真空腔体的外壁上，两个伸缩波纹管远离双层水冷真空腔体的一端分别固定在阴极电连接件、阳极电连接件上。

优选的，所述阴极石墨棒和阳极石墨棒位于所述双层水冷真空腔体的一端对应设置，阴极石墨棒和阳极石墨棒的端部距离保持在2-4毫米。