[发明专利]一种还原氧化石墨烯的温控精度高的反应装置

说明书

本发明涉及一种还原氧化石墨烯的温控精度高的反应装置，包括外壳、抽气机构、水泵、加热器、密封机构、烧杯、排水管和若干支脚，密封机构包括密封塞、连接块、圆盘、升降板、密封组件、顶板、注液管和两个升降组件，密封组件包括压缩管、压缩单元、气袋和若干连接管，抽气机构包括抽气管、进气管、出气管、密封板和驱动单元，该还原氧化石墨烯的温控精度高的反应装置通过密封机构对烧杯和外壳的开口进行密封，并由抽气机构抽走外壳内的部分空气，降低外壳内的气压，从而降低水溶液的沸点，而后仅需通过将水加热至沸腾状态，即可保证烧杯内的石墨烯处于合适的高温环境中，便于与还原剂进行反应，提高了石墨烯的生成质量，提高了设备的实用性。

技术领域

本发明涉及石墨烯生产设备领域，特别涉及一种还原氧化石墨烯的温控精度高的反应装置。

背景技术

石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、维纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。目前石墨烯具有多种制备方法，主要包括：机械玻璃法、氧化还原法、取向附生法、碳化硅外延法、赫默法和化学气相沉积法。其中，采用赫默法制备石墨烯时，将干燥后的氧化石墨烯分散于水溶液中，得到棕黄色悬浮液，在超声波条件下将悬浮液分散一段时间后，去除溶液放入到烧杯中，升温至80摄氏度，滴加水合肼对悬浮液进行还原后，将反应物进行过滤，而后将得到的产物利用甲醇和水进行冲洗后，得到的固定放入干燥箱内充分干燥，即可得到石墨烯。

利用赫默法制备石墨烯时，需要精确控制反应环境的高温温度，保证还原剂与悬浮液中的氧化石墨烯进行还原反应，生成石墨烯，通常反应环境温度要求在70摄氏度以上，其中尤以80摄氏度到90摄氏度之间最佳，温度过低，不能保证氧化石墨烯与还原剂的充分反应，温度过高，又会存在爆炸等安全隐患，而现有的反应装置难以精确控制其内部的反应环境温度，导致现有的石墨烯生产用反应装置实用性降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种还原氧化石墨烯的温控精度高的反应装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种还原氧化石墨烯的温控精度高的反应装置，包括外壳、控制器、抽气机构、水泵、加热器、密封机构、烧杯、排水管和若干支脚，所述支脚和加热器均固定在外壳的下方，所述控制器固定在外壳的一侧，所述抽气机构和排水管分别固定在外壳的另一侧的上部和下部，所述排水管内设有阀门，所述水泵与外壳的一侧的上部连通，所述烧杯设置在外壳内，所述外壳的上方设有开口，所述密封机构设置在外壳的上方，所述阀门和水泵均与PLC电连接；

所述密封机构包括密封塞、连接块、圆盘、升降板、密封组件、顶板、注液管和两个升降组件，所述密封塞盖设在烧杯的上方，所述圆盘通过连接块固定在密封塞的上方，所述升降板通过密封组件与圆盘连接，所述圆盘位于开口的内侧，所述顶板的两侧分别通过两个升降组件设置在外壳的上方，所述升降组件与升降板传动连接，所述注液管的底端设置在密封塞的下方，所述注液管的顶端依次穿过密封塞和圆盘，所述密封组件包括压缩管、压缩单元、气袋和若干连接管，所述压缩管固定在圆盘的上方，所述压缩管与升降板固定连接，所述气袋的形状为环形，所述圆盘位于气袋的内侧，所述连接管周向均匀分布在压缩管的底端，所述压缩管通过连接管与气垫连通；

所述抽气机构包括抽气管、进气管、出气管、密封板和驱动单元，所述密封板的外周与抽气管的内壁密封连接，所述驱动单元与密封板传动连接，所述抽气管通过进气管与外壳的上部连通，所述出气管设置在抽气管的靠近外壳的一端的下方，所述进气管内设有第一单向阀，所述出气管内设有第二单向阀。

作为优选，为了升降板进行升降移动，所述升降组件包括竖杆、第一电机、轴承和丝杆，所述竖杆固定在顶板和外壳之间，所述第一电机和轴承分别固定在顶板的下方和外壳的上方，所述第一电机与PLC电连接，所述第一电机与丝杆的顶端传动连接，所述丝杆的底端设置在轴承内，所述升降板套设在丝杆上，所述升降板套设在支脚上，所述升降板的与丝杆的连接处设有与丝杆匹配的螺纹。