[实用新型]一种制备氧化石墨的反应装置

说明书

本实用新型专利涉及氧化石墨生产领域，一种制备氧化石墨的反应装置，圆柱体密封腔结构釜体（6）上有石墨浆料进料口（1）、臭氧分配器（5）、搅拌桨（7）和出料口（8），其中，臭氧分配器（5）有三个分别处于釜体（6）内部不同的高度，每个臭氧分配器（5）对应连接一个臭氧进气口。本实用新型的有益效果是：通过将臭氧分3股进料、控制三个进气口高度、使用搅拌桨强化气液固三相传质等手段提高了氧化效率，大大降低了臭氧的消耗量。

技术领域

本实用新型专利涉及氧化石墨生产领域，具体涉及一种氧化石墨的反应装置。

背景技术

氧化石墨是石墨经过氧化之后得到的含有大量官能团的产物，具有良好的亲水性、表面活性，在热管理、电学、力学、催化等领域具有潜在应用价值。氧化石墨可以作为石墨烯的前驱物，自2004年首次成功制备得到石墨烯以来，石墨烯已经经历了十多年的发展，已经在多个领域展示出了巨大的应用潜力和价值。研究发现氧化石墨本身在催化氧化反应中具有极高的催化活性，如氧化石墨可以催化醇的氧化、胺的氧化偶联和饱和芳环或者杂芳环的芳构化等反应的高效进行。专利CN201710967935.0公开了一种制备氧化石墨的新方法，其采用臭氧即能得到氧化石墨，避免了高锰酸钾、浓硫酸等有毒有害物质的使用，取得了较好的效果。但该方法生产效率太低，所得氧化石墨颗粒尺寸不均匀。因此，为了提升氧化石墨产率，迫切需要改进氧化装置，开发一种简易、高效的制备氧化石墨的反应装置。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种高效的制备氧化石墨的反应装置。氧化石墨生产效率提高5倍以上，所得氧化石墨比表面积、表面氧含量与改进的Hummers法制备的氧化石墨相当，但是却没有引入杂质金属元素（K、Mn等）。

本实用新型所采用的技术方案是：一种制备氧化石墨的反应装置，圆柱体密封腔结构釜体（6）上有石墨浆料进料口（1）、臭氧分配器（5）、搅拌桨（7）和出料口（8），其中，臭氧分配器（5）有三个分别处于釜体（6）内部不同的高度，每个臭氧分配器（5）对应连接一个臭氧进气口。

第一臭氧进气口（2）对应的第一臭氧分配器处于釜体（6）高度的1/3～1/2处，第二臭氧进气口（3）对应的第二臭氧分配器处于釜体（6）高度的1/5～1/4处，第三臭氧进气口（4）对应的第三臭氧分配器处于釜体（6）高度的1/10～1/9处。

每个臭氧分配器（5）都为一个中空环体结构，环壁上均匀分布有500～2000个连接内外的小孔，每个小孔直径为3～10mm。

所述的搅拌桨（7）的连接杆固定在釜体（6）顶部，连接杆底部的搅拌叶片处于第二臭氧分配器和第三臭氧分配器之间。

臭氧很容易发生分解反应，利用率不高，尤其是当水中含有一定数量金属离子时，分解速率更快。为提高臭氧利用率，臭氧进样口数量为3个，搅拌桨（7）用以强化气液固三相混合程度，强化气液固三相接触，确保3个臭氧分配器都浸泡在石墨浆料中；另一方面，防止石墨浆料沉淀，搅拌速度为300～3000转/分钟。

本实用新型的有益效果是：通过将臭氧分3股进料、控制三个进气口高度、使用搅拌桨强化气液固三相传质等手段提高了氧化效率，大大降低了臭氧的消耗量，使得氧化石墨生产效率提高5倍以上。本实用新型的氧化石墨的生产效率高，臭氧消耗成本大大降低，制备过程更绿色环保，具有很好的应用前景和实用价值。

附图说明

图1为本实用新型的示意图；

图2为臭氧分配器截面图；

其中，1、石墨浆料入口，2、第一臭氧进气口，3、第二臭氧进气口，4、第三臭氧进气口， 5、臭氧分配器，6、反应釜，7、搅拌桨，8、出料口。

具体实施方式