[发明专利]一种石墨烯制备系统

说明书

本发明涉及材料制备领域，具体涉及一种石墨烯制备系统，该系统由石墨膨化系统、膨胀石墨分散系统、加热系统、雾化系统、干燥系统、收料系统和尾气处理系统组成。本发明采用以微波技术为加热源，制备膨胀石墨、石墨烯干燥处理，获得高质量的石墨烯。采用该系统生产的石墨烯生产效率高，产量大，质量稳定可靠，可实现工业自动化生产，大幅降低石墨烯生产成本。

技术领域

本发明涉及石墨烯制备，属于材料制备领域，尤其涉及一种石墨烯制备系统。

背景技术

石墨烯（Graphene）是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维材料，单层石墨烯厚度只有0.335nm，具有超大的比表面积、接触的导电和导热性能，同时作为添加剂提升不同材料的性能，被认为是一种未来革命性的材料。现有石墨烯制备方法多种多样，但是具有工艺复杂、生产效率低、生产成本高等问题，很难实现工业化生产。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中石墨烯制备存在的上述问题，而提出的一种石墨烯制备系统。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种石墨烯制备系统，包括石墨膨化系统、膨胀石墨分散系统、加热系统、雾化系统、干燥系统、收料系统和尾气处理系统。所述石墨膨胀系统采用微波法进行制备膨胀石墨；所述分散系统把膨胀石墨先机械粉碎后，在液体溶剂中进行剥离分散，得到石墨烯溶液；所述加热系统对石墨烯溶液进行加热；所述雾化系统对石墨烯溶液进行雾化，并通过干燥系统对石墨烯溶液进行加热干燥，使石墨烯与液体溶剂分开；所述干燥系统采用微波进行干燥；所述尾气处理系统对气体进行处理。

进一步的，所述石墨膨化系统由进料口，进气口微波激励腔，炉管，出料口组成，石墨膨化系统采用微波作为石墨膨化的能源。

进一步的，所述炉管采用两头小中间大的中空结构，使用耐高温的透波材料制作。

进一步的，所述可膨胀石墨从进料口，被进气口的气体吹入炉管内，可膨胀石墨被微波加热后，迅速膨胀为自身的多倍，成为膨胀石墨，膨胀石墨随着气流方向从出料口进入储料罐1。

进一步的，所述膨胀石墨分散系统由膨胀石墨粉碎装置、储料罐1、搅拌装置、超声装置、高压均质机和储液罐组成。

进一步的，所述膨胀石墨粉碎装置采用高速气流或者机械式剪切把膨胀石墨粉碎，把储料罐1中的膨胀石墨送入膨胀石墨粉碎装置中进行粉碎，粉碎后的膨胀石墨在储料罐2中保存。

进一步的，所述搅拌装置设有加料口，加液口和出液口，加料口连接储料罐2，使膨胀石墨直接进入搅拌装置内。

进一步的，所述储料罐2与加料口之间通过吸料泵连接，吸料泵把石墨烯引入加料口，加料口与搅拌装置通过管道连接，所述管道连接到搅拌罐底部，防止膨胀石墨在搅拌装置中飞散。

进一步的，通过控制吸料泵的流量控制加入膨胀石墨的量。

进一步的，通过加液口在搅拌装置内加入溶剂。

进一步的，所述溶剂包括去离子水、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、无水乙醇、二甲苯、乙醇、正丁醇一种或多种。

进一步的，所述超声装置采用超声探针的方式，探针放置在搅拌装置内与溶剂接触，使膨胀石墨在搅拌装置中充分分散溶解。

进一步的，所述出液口连接高压均质机，高压均质机使石墨烯溶液高度分散，高压均质机连接储液罐。

进一步的，所述加热系统连接储液罐，对储液罐内的石墨烯溶液进行加热，加热后的石墨烯保存至储液罐2。

进一步的，所述雾化系统由高压喷雾泵、输液管、雾化喷头组成，所述高压喷雾泵与储液罐2连接。