[实用新型]一种用于制备石墨烯的振动式高压水射流机

说明书

本实用新型为一种用于制备石墨烯的振动式高压水射流机，包括装置主体和行走轮，所述装置主体的底面四角设置有行走轮，所述装置主体的内部设置有储水箱，所述装置主体的内部位于储水箱的上方设置有储料腔，此用于制备石墨烯的振动式高压水射流机，通过在装置主体的内部设置空气压缩机，该空气压缩机与混合装置连接，该种设计，使得石墨烯物料进入喷射腔时，具有足够大的冲击力，避免石墨烯团聚，造成喷射腔堵塞，通过在回收腔内设置滤板，该滤板可对石墨烯和水进行分离，节省生产工序，提高生产效率。

技术领域

本实用新型涉及石墨烯生产设备技术领域，具体为一种用于制备石墨烯的振动式高压水射流机。

背景技术

2004石墨烯被发现以来，凭借其独特的性质引起了全世界科学研究者的广泛关注。最初发现的石墨烯是由诺贝尔物理学奖获得者Novoselov和Geim两位科学家采用胶带反复剥离石墨制备得到的。石墨烯是由碳原子以sp2杂化排列排列形成的具有蜂窝状结构的二维晶体材料，是构成石墨材料的基本单元，理论厚度约为0.35nm，是目前世界上发现的最薄的二维晶体材料。这种特殊的二维单原子层晶体结构使石墨烯表现出优异的物理化学性能，是目前世界上最硬的纳米材料，同时具有优异的电子传输能力和极高的热导率。正因为石墨烯具有如此优异的性能，使其在复合材料、储能材料、晶体材料、催化剂材料、污水处理材料等领域均具有广泛的应用前景。

自从石墨烯发现以来，石墨烯的制备方法一直是人们研究的热点。石墨烯的制备方法主要有机械剥离法、氧化还原法、化学气相沉积法、高温裂解法、插层剥离法、液相剥离法等，其中氧化还原法是国内研究制备石墨烯的主要方法，国外以化学气相沉积法为主要研究方向。石墨烯的几种主要制备方法中，氧化还原法具有高效、低成本的优势，可以大量制备石墨烯的衍生物，但该方法制备过程中，使用大量的强氧化剂和还原剂造成环境污染，且对石墨烯的晶体结构造成破坏，形成缺陷，影响石墨烯的综合性能；化学气相沉积法的主要优势是制备大面积的石墨烯，但其成本昂贵、工艺复杂、投资巨大，目前还不能实现规模化生产；高温裂解法是利用单晶衬底生长单晶石墨烯，目前主要以 SiC晶体为主，但受衬底材料的影响，难以获得高质量、大面积的石墨烯材料，且获得的石墨烯材料的表面性质受衬底材料影响较大，限制其应用领域。

相比之下，机械剥离法是一种绿色、高效的制备方法，通过对石墨材料施加诸如剪切力、摩擦力、拉伸力等机械力将石墨烯从石墨材料中剥离出来的方法。实验结果表明，石墨层层之间是通过范德华力连接的，因此石墨片层很容易在机械力的作用下剥离，具有成本低、易操作、无污染、投资小等优势，可以实现规模化、低成本、环保制备石墨烯，成为石墨烯制备的主流技术，目前用于石墨烯机械剥离的方法包括介质研磨剥离、超声剥离、水射流剥离、均质机剥离及气流粉碎机剥离等能够大规模地制备高质量的石墨烯。

但是，相配套的机械剥离设备还存在诸多缺陷。传统的粉碎技术，诸如球磨机、振动磨机和气磨机等，能耗高且粉碎效率低，而且得到的粒级大、分布宽，对于纳米级别的石墨烯，其剥离效率较低，远远无法满足行业的发展需要。因而新型的湿式高压水射流粉碎技术应运而生，其作为一种获得纳米级别的高效设备，其将高度聚能的水射流以一定方式作用在被粉碎的物料上，并在物料的裂隙和解理面中产生压力瞬变使物料发生粉碎。现有的高压水射流机工作效率低下，因此有必要对其进行设计改进。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型目的是提供一种用于制备石墨烯的振动式高压水射流机，包括装置主体和行走轮，所述装置主体的底面四角设置有行走轮，所述装置主体的内部设置有储水箱，所述装置主体的内部位于储水箱的上方设置有储料腔，所述储料腔的一侧上端连接有进料口，所述储水箱的一侧上端设置有进水口，所述装置主体的内部还设置有剥离腔，该剥离腔的下方设置有回收腔，所述剥离腔的底面通过输送道与回收腔的上端连通，所述装置主体的内部设置有混合装置，该混合装置的进料口与储料腔的底面连接，所述混合装置的进气口与设于装置主体内部的空气压缩机出气端连接，所述混合装置还通过输水管与设于储水箱内部底面的抽吸泵连接，所述剥离腔的内部上方设置有喷射腔，该喷射腔通过输料管与混合装置的出料口连接。