[发明专利]一种石墨烯分散液制备装置及制备方法

说明书

本发明公开一种石墨烯分散液制备装置及制备方法，属于超声波液相剥离装置技术领域。通过设置防震支架对震动能量进行吸收消耗，对制备装置的振动幅度进行缓解。同时，设计可以转动冷凝筒体，冷凝筒体和剥离筒体之间设有可以调整导热效率的导热组件，在石墨烯分散液制备时，提高导热组件的导热效率，快速降低水溶液的温度，降低石墨烯的氧化程度；在石墨烯分散液制备完成后，降低导热组件的导热效率，减缓石墨烯分散液的降温效率，使水分子保持高速运行避免石墨烯再次凝结。与现有技术相比，本发明提供的石墨烯制备装置能够降低石墨烯的氧化程度，并能防止石墨烯再次凝结。

技术领域

本发明属于超声波液相剥离装置技术领域，尤其是一种石墨烯分散液制备装置及制备方法。

背景技术

石墨烯是一种二维蜂窝状碳质新材料，由于其独特的结构石墨烯具有很多优异的性能。石墨烯的电子迁移率 (2×10⁵cm²·v^-1·s^-1)，比硅半导体高100倍。石墨烯的力学性能也十分优异，通过原子力显微镜的针尖测量得到石墨烯的杨氏模量为1TPa。石墨烯还具有独特的光学性能，单层的石墨烯仅仅吸收2.3 %的白光，对于 5 层以内的石墨烯，吸光会随着层数而线性递增。石墨烯具有如此多优异性能，因此被广泛研究应用于太阳能电池，传感器，显示器的部件。

石墨烯二维材料的厚度只有几个纳米，具有纳米材料颗粒之间高强的吸附性能，故极易团聚，很难被完全分散开。对于如何改善石墨烯的分散性问题，大量的科研人员在这方面作了一系列研究。常见石墨烯的剥离主要包括微机械剥离法和液相剥离法，与微机械剥离法相比，液相剥离法的产率较高，应用较为广发。其中，采用超声辅助液相剥离获取石墨烯分散液是目前使用最为广泛的液相剥离方法。

但是在采用超声辅助液相剥离设备制备石墨烯分散液时，超声波在工作时会产生瞬时高温和高压激射流导致水温度升高。在高温条件下，剥离的石墨烯纳米片层容易发生氧化，影响石墨烯的性能。

发明内容

发明目的：提供一种石墨烯分散液制备装置及制备方法，以解决现有技术存在的问题。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种石墨烯分散液制备装置，包括：

机柜，包括多个与机柜底部固定连接的防震支脚；

剥离组件，包括与机柜固定连接的剥离筒体、设于剥离筒体上的超声组件；

冷凝组件，包括设于机柜上的冷凝筒体，所述冷凝筒体套于剥离筒体，所述冷凝筒体的内注有冷凝液。

在进一步的实施例中，所述防震支脚包括防震插件、套于防震插件的防震弹簧、套于防震插件的防震筒件、多个与防震筒件侧面外壁固定连接的防震扇片以及用于收容防震筒件的防震底座；所述防震底座内设有空腔，所述防震筒件设于空腔内，所述防震底座的底部开有与空腔连通的气孔；所述防震插件的侧壁开有外螺纹，所述防震筒件侧面内壁开有与外螺纹适配的内螺纹，所述防震弹簧的顶端与防震插件的顶部固定连接，所述防震弹簧的底端与防震底座的顶面抵接；通过设置防震支脚对机柜的振动进行缓解，同时对振动的能量进行消耗，避免机柜持续震颤。

在进一步的实施例中，所述超声组件包括设于剥离筒体顶部的超声顶盖、设于超声顶盖上的超声波机以及与超声顶盖的底部固定连接的超声波振动棒；所述超声波振动棒向下延伸至剥离筒体内。

在进一步的实施例中，所述剥离筒体侧面外壁与冷凝筒体的侧面内壁之间设有导热组件；通过导热组件将剥离筒体上的热量快速传导至冷凝筒体上，促进剥离筒体的快速散热。