[发明专利]一种少层石墨烯的制备装置及制备方法

说明书

本发明公开了一种少层石墨烯的制备装置，包括箱体、箱门、缓冲机构、反应机构、升降机构、混合机构、加热机构，所述箱门与箱体外壁铰接，且箱门内壁设置有与箱体相适配的密封垫，箱门设置有观察窗，箱体顶部开有等距离分布的透气孔，所述缓冲机构包括开设于箱体两侧内壁的缓冲槽、焊接于缓冲槽底部内壁的缓冲弹簧、焊接于缓冲弹簧末端的连接块、安装于缓冲槽顶部内壁的振动电机，所述振动电机末端与连接块顶部外壁连接。本发明中，螺纹杆转动带动安装板移动，将安装板底部安装的搅拌轴插入反应槽，第二伺服电机驱动搅拌轴转动带动搅拌辊转动对混合溶液进行搅拌，同时超声波发生器启动使溶液以一定频率震动，加速溶液与石墨颗粒反应。

技术领域

本发明涉及石墨烯技术领域，尤其涉及一种少层石墨烯的制备装置及制备方法。

背景技术

石墨烯是碳原子在二维平面上以sp2杂化形成的具有蜂巢晶格结构的单原子层晶体，少层石墨烯则是指层数在3～10层的石墨烯薄片。由于石墨烯是零带隙半导体，在其上运动的电子类似无质量的相对论粒子，有望用于发展出更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。同时，石墨烯是现在世界上已知的最薄也是最硬的材料，因而有望在超级电容器及锂离子电池领域得到应用。

然而，实现这些应用需要大规模、低成本制备石墨烯，而目前石墨烯的制备存在一些问题。现有的少层石墨烯装置结构简单，功能单一，石墨颗粒需要经多个不同装置进行处理后才能在离心设备中进行离心处理从而得到少层石墨烯，其制备过程需要装置设备过多，制备成本较高，且化合物多次转移后易受到外界环境污染，影响少层石墨烯的制备。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种少层石墨烯的制备装置及制备方法。

本发明提出的一种少层石墨烯的制备装置，包括箱体、箱门、缓冲机构、反应机构、升降机构、混合机构、加热机构，所述箱门与箱体外壁铰接，且箱门内壁设置有与箱体相适配的密封垫，箱门设置有观察窗，箱体顶部开有等距离分布的透气孔，所述缓冲机构包括开设于箱体两侧内壁的缓冲槽、焊接于缓冲槽底部内壁的缓冲弹簧、焊接于缓冲弹簧末端的连接块、安装于缓冲槽顶部内壁的振动电机，所述振动电机末端与连接块顶部外壁连接，且箱体两侧内壁均开有与连接块相适配的移动槽。

优选地，所述反应机构包括焊接于连接块末端的固定板，滑动插接于固定板相邻两侧外壁的反应槽，开设于反应槽四周外壁的过滤槽，安装于过滤槽内壁的滤网，设置于箱体两侧内壁的超声波发生器，开设于箱体两侧外壁的插槽，滑动插接于插槽内壁的挡板，设置于挡板相邻两侧外壁的密封条，所述超声波发生器位于固定板与挡板之间，且插槽内壁四周均设置有密封圈。

优选地，所述升降机构包括开设于箱体两侧外壁的升降槽，转动安装于升降槽内壁的螺纹杆，通过螺纹转动安装于螺纹杆外壁的移动块，开设于箱体两侧内壁的驱动槽，安装于驱动槽内部的第一伺服电机，第一伺服电机的输出轴与螺纹杆连接。

优选地，所述混合机构包括焊接于移动块末端的安装板，开设于安装板底部外壁的转动槽，转动安装于转动槽内壁的搅拌轴，等距离焊接于搅拌轴外壁的搅拌辊，通过螺栓安装于安装板顶部外壁的第二伺服电机，第二伺服电机的输出轴与搅拌轴连接。

优选地，所述箱体一侧外壁设置有进液管，且箱体远离进液管一侧外壁设置有出液管，进液管与出液管均设置有单向阀，进液管与出液管均位于固定板与挡板之间。

优选地，所述加热机构包括安装于箱体内壁的电热板，设置于箱体底部的进气槽，安装于进气槽内壁的进气扇，滑动插接进气槽内壁的防护网、干燥网箱、防尘网，防护网、进气扇、干燥网箱、防尘网沿进气槽内壁从上到下依次设置，电热板开有等距离分布的孔洞。

优选地，所述箱体靠近出液管一侧内壁设置有温度传感器，且箱体靠近出液管一侧外壁焊接有显示器，温度传感器通过导线连接有控制器，控制器通过导线与显示器连接。

本发明还提出了一种少层石墨烯的制备方法，包括以下步骤：