[发明专利]一种制备石墨烯的设备、方法及其制得的石墨烯

权利要求书

1.一种制备石墨烯的设备，其特征在于，包括第一进气单元，所述第一进气单元连接第一气流提速器，所述第一气流提速器连接第一气流磨，所述第一气流磨还分别连接有第一喂料机、第一磨粒仓、第一分级机，所述第一分级机与石墨烯纳米片收集仓连接，所述石墨烯纳米片收集仓通过输送机连接过渡仓，所述过渡仓通过第二喂料机连接高压呼吸机，所述高压呼吸机还连接有第二进气单元、过渡收集器、第二气流提速器、排气装置，所述第二进气单元还连接所述第二气流提速器的一端，所述第二气流提速器的另一端连接所述第二气流磨，所述第二气流磨还连接有第二分级机、第二磨粒仓，所述第二分级机还连接有过渡收集器、石墨烯收集仓；

所述第一喂料机还连接有原料仓，所述原料仓顶部安装有第一环境除尘罩，所述第一环境除尘罩连接环境除尘器，所述环境除尘器还连接有第二环境除尘罩；

所述石墨烯纳米片收集仓还连接第一除尘器的一端，所述第一除尘器的另一端与第一风机连接；所述石墨烯收集仓还分别连接有包装机、包装机除尘器，所述包装机上安装有包装机除尘罩，所述包装机除尘罩还连接所述包装机除尘器的一端，所述包装机除尘器的另一端连接第二风机；

第一进气单元包括第一储气罐、第一干燥机、第一空压机、第一气源，所述第一储气罐的一端连接所述第一气流提速器，另一端连接所述第一干燥机的一端，所述第一干燥机的另一端连接所述第一空压机的一端，所述第一空压机的另一端连接所述第一气源，所述第一气源是空气、氩气、氮气、二氧化碳中的任意一种；

所述第二进气单元包括第二储气罐、第二干燥机、第二空压机、第二气源；

所述高压呼吸机通过气管分别连接第二储气罐、所述第二气流磨；所述气管包括第一气管和第二气管，所述第一气管的一端连接所述高压呼吸机，另一端连接在所述第二气管中部位置，所述第二气管的左端连接所述第二气流提速器，右端连接所述第二储气罐，所述第二气管的中部位置左侧安装有第二气阀，中部位置右侧安装有第一气阀；

还包括第一蝶阀、第二蝶阀，所述第一蝶阀一端通过管道连接所述高压呼吸机，另一端通过管道连接所述第二喂料机，所述第二蝶阀一端通过管道连接所述第二分级机，另一端通过管道连接所述过渡收集器。

2.根据权利要求1所述的一种制备石墨烯的设备，其特征在于，所述第二储气罐的一端分別连接有所述高压呼吸机、所述第二气流提速器，另一端连接所述第二干燥机的一端，所述第二干燥机的另一端连接所述第二空压机的一端，所述第二空压机的另一端连接所述第二气源，所述第二气源是空气、氩气、氮气、二氧化碳中的任意一种。

3.一种制备石墨烯的方法，其特征在于，采用权利要求1～2任一项所述的一种制备石墨烯的方法，包括以下步骤：

S1:石墨与第一气源、第一磨粒在第一气流磨内混合，形成混合气流，石墨选自鳞片石墨、可膨胀石墨、膨胀石墨、氧化石墨、改性石墨、插层石墨、石墨纳米片、隐晶质石墨、致密结晶状石墨、人造石墨中一种或多种；

S2：将S1中的混合气流引进第一分级机中，第一分级机的转速2000～10000r/min，在第一分级机中实现石墨与第一磨粒的分开，得到石墨烯纳米片,该石墨烯纳米片的厚度为200～500nm；

S3:将S2中的石墨烯纳米片引入高压呼吸机中，同时往高压呼吸机内接入第二气源，石墨烯纳米片与第二气源在高压呼吸机内混合，形成第一混合气流；

S4:第一混合气流经第二气流提速器提速后进入第二气流磨，与第二气流磨中的第二磨粒相互摩擦，形成第一石墨烯气流混合体；

S5：将S4中的第一石墨烯气流混合体接入第二分级机，第二分级机的转速在1000～5000r/min，实现磨粒与石墨烯分开，得到初制石墨烯；

S6:初制石墨烯通过过渡收集器进入高压呼吸机，与第二气源再次混合，形成第二混合气流，第二混合气流经第二气流提速器提速后进入第二气流磨，与第二气流磨中的第二磨粒相互摩擦，形成第二石墨烯气流混合体，将第二石墨气流混合体接入第二分级机，第二分级机的转速在1000～5000r/min，实现磨粒与石墨烯分开，得到二制石墨烯；

S7：重复S6步骤N次后，得到一次石墨烯成品，N为1～200，单个循环工作时间是1～30min；

S8:将石墨烯成品接入石墨烯收集仓中，通过包装机包装，得到石墨烯成品。