[发明专利]一种CVD沉积石墨烯的规模化制备设备

说明书

本发明涉及石墨烯制取设备技术领域，尤其是涉及一种CVD沉积石墨烯的规模化制备设备。制备设备包括制备腔室、反应室、冷却室、液体气密池和传送带组件；将反应室、冷却室设置在密闭的制备腔室内，并且通过液体气密池对主腔室内的空间进行密封，确保主腔室内具有良好的密闭性，避免了在石墨烯生产过程中进入空气发生设备爆炸的事故；传送带组件能够带动基底依次通过反应室和冷却室，能够实现基底相对于反应室的连续性输出，进而实现了石墨烯生产的连续性，完整性，实现了石墨烯的规模化生产。

技术领域

本发明涉及石墨烯制取设备技术领域，尤其是涉及一种CVD沉积石墨烯的规模化制备设备。

背景技术

石墨烯即“单层石墨片”是碳晶体家族中的一位新成员，具有独特的单原子层二维晶体结构，集多种优异特性于一身。如超高的载流子迁移率、电导率、热导率、透光率、高强度等。

目前石墨烯的制备方法有：

1.固相法，固相法中又分机械剥离法和外延生长法两种；

2.液相法，液相法又分为氧化还原法、超声波分散法、有机合成法和溶剂热法等。

3.气相法，气相法又可以分为化学气相沉积法、等离子增强法、火焰法、电弧放电法等。

经过对上述石墨烯所有制备方法进行梳理，对每种石墨烯的制备方法进行比较分析，发现只有化学气相沉积法最适合制备出高质量的石墨烯产品，但是化学气相沉积法在现实制取石墨烯中存在以下技术问题：

1：碳源性气体如甲烷、乙炔、液体如乙醇，必须在真空无氧环境下制取，否则碳源性气体浓度达到5％～15％时，其与空气中的氧气混合后便会发生爆炸。

2：实验室生成石墨烯机制比较固定，导致制取石墨烯的面积过小，不能达到规模化大批量生成。

3：间隙性的制取导致能源消耗大，加工生成石墨烯成本非常大。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种CVD沉积石墨烯的规模化制备设备，该制备设备能够解决现有石墨烯制备设备存在的问题；

本发明提供一种CVD沉积石墨烯的规模化制备设备，其包括制备腔室、反应室、冷却室、液体气密池和传送带组件；

所述制备腔室为密闭腔室，所述制备腔室包括主腔室和副腔室，所述主腔室的出口端和副腔室的进口端连通，所述制备腔室的部分底面向下凹陷形成液体气密池，且主腔室出口端和副腔室的进口端均位于液体气密池的液位以下；

所述传送带组件布置在制备腔室内，经过液体气密池后经副腔室出口端延伸至制备腔室的外侧；

沿传送带组件的输送方向，反应室和冷却室依次布置在制备腔室内，且反应室和冷却室的开口端均朝向传送带组件设置。

优选的，所述反应室为底部具有开口的腔体，且反应室两个相对设置的侧板上设置有凹槽结构，所述凹槽结构罩设在传送带组件的上部。

优选的，所述反应室顶板外侧与制备腔室之间存在保温间距，所述反应室顶板和侧板外侧包裹有保温材料。

优选的，所述反应室的顶板外侧通过绝缘结构吊设在制备腔室内；所述反应室顶板内侧通过绝缘结构吊设有放电芒线，放电芒线与负极连接。

优选的，所述反应室的下部设置加热元件支架，所述加热元件支架上设置有加热元件；

在竖直方向上，所述加热元件支架和加热元件延伸至反应室的开口处；

传送带组件的上层传送带和下层传送带分别位于加热元件的上侧和下侧；

所述反应室内设置有热电偶。