[实用新型]一种物理剥离石墨烯装置

说明书

一种物理剥离石墨烯装置，涉及石墨烯生产技术领域；解决了现有剥离装置剥离方式不彻底，产率不高的问题；包括浸泡罐、胶体磨和超声控制罐，浸泡罐的出料口通过第一管路与所述胶体磨的第一进料口相连接，胶体磨的出料口通过第二管路与所述超声控制罐的进料口相连接，第一管路和第二管路上分别设置有输送泵，浸泡罐内设置有搅拌装置；本实用新型通过浸泡罐在封闭状态下促进石墨膨胀，将石墨片层的间距拉大，通过胶体磨和超声控制罐将石墨烯片层分阶段逐步剥离，整个剥离装置自动化程度高，且密闭，不会给环境造成污染等影响，可以大规模连续化制备高品质石墨烯。

技术领域

本实用新型涉及石墨烯生产技术领域，具体涉及一种利用液态水相进行物理剥离石墨烯的装置。

背景技术

石墨可以看做是石墨烯层状结构通过范德华力相互粘结起来的，层间距大约为0.34nm。通过破坏相邻层间的范德华吸引力可以使石墨完整剥离成单层石墨烯，通过物理和化学辅助手段克服层间的范德华力，从而使石墨剥离得到石墨烯较为常见。

目前，在使用剥离装置对石墨原料进行剥离处理时，主要还是采用溶剂与石墨之间的反应，这样会产生大量的化学废弃物及废水，对环境造成一定的污染，并且，单一机械剥离装置其操作可控性较差，剥离装置结构相对单一，只是用于产生一定的剪切力对石墨烯进行剥离，制得的石墨烯尺寸较小且存在很大的不确定性，这种剥离方式不够彻底，生产出的石墨烯结构易被破坏，产率不高，同时效率低，不适合大规模生产。

实用新型内容

本实用新型克服了现有技术的不足，提供一种物理剥离石墨烯装置，解决了现有剥离装置剥离方式不彻底，产率不高的问题。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种物理剥离石墨烯装置，包括浸泡罐、胶体磨和超声控制罐，所述的浸泡罐的出料口通过第一管路与所述胶体磨的第一进料口相连接，所述的胶体磨的出料口通过第二管路与所述超声控制罐的进料口相连接，所述第一管路和第二管路上分别设置有输送泵，所述的浸泡罐内设置有搅拌装置。

进一步优化的结构，所述的浸泡罐顶部设置有加料口和注水口，所述的注水口上设置有流量计。

进一步优化的结构，所述的搅拌装置包括搅拌轴、设置在搅拌轴上的螺旋叶片和驱动搅拌轴转动的电机，所述的电机设置在所述的浸泡罐外。

进一步优化的结构，所述的超声控制罐包括罐体以及与罐体相连的超声发生器，用于对罐体内物料进行超声处理，所述的超声控制罐设置有超声出料口，所述超声出料口处设置有逆止阀。

进一步优化的结构，所述的超声控制罐内设置有加热管。

本装置的具体使用过程为，在浸泡罐内投入石墨原料和水进行润湿浸泡处理；在浸润浸泡的过程中，可以采用间歇性搅拌，促进石墨膨胀，通过氢氧键将石墨片层的间距拉大。经过浸泡的石墨进入胶体磨，在胶体磨的作用下，石墨片层被逐步剥离，在此基础上，再通过超声波的作用将形成的多层石墨烯，进一步剥离为单层或双层的石墨烯。本装置依据水相物理剥离的方法进行设计，制备高性能石墨烯，完全实现了石墨烯的规模化制备，降低了石墨烯在一些领域应用的成本。

本实用新型相对于现有技术所产生的有益效果为。

本实用新型通过浸泡罐在封闭状态下将石墨润湿浸泡处理后，促进石墨膨胀，通过氢氧键将石墨片层的间距拉大，之后通过胶体磨和超声控制罐将石墨烯片层分阶段逐步剥离，整个剥离装置自动化程度高，且密闭，不会给环境造成污染等影响，可以大规模连续化制备高品质石墨烯；通过分级剥离，可以制备10层以下的石墨烯，以应用于不同的领域，利用本装置制备石墨烯，所用原料易得，且制备过程中产生无污染物产生，更为绿色环保。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。