[实用新型]一种基于化学工艺的单层多孔石墨烯的生产系统

权利要求书

1.一种基于化学工艺的单层多孔石墨烯的生产系统，其特征在于：包括有机合成单元、物料储存单元、石墨烯制备单元、化学打孔单元、多孔石墨烯转移单元，有机合成单元、物料储存单元、石墨烯制备单元、化学打孔单元、多孔石墨烯转移单元自左向右、自上而下依次排布，所述有机合成单元由多功能反应釜、减压旋转蒸发装置、洗涤装置、真空干燥箱依次串联构成，所述物料储存单元包括有机溶液储存罐、无机溶液储存罐、液相分离器，所述石墨烯制备单元包括石墨粉喷洒器、第一CVD管式炉构成，所述化学打孔单元包括旋转涂膜仪、第二CVD管式炉，所述多孔石墨烯转移单元由清洗池、干燥箱、超声波剥离器串联构成；所述有机合成单元的真空干燥箱与物料储存单元的有机溶液储存罐通过螺旋定量给料机连接，所述物料储存单元的液相分离器通过其滴加管道与化学打孔单元的旋转涂膜仪连接，此三个单元与其它两个单元以及其它两个单元之间通过机械手臂操作连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于化学工艺的单层多孔石墨烯的生产系统，其特征在于：所述有机合成单元的多功能反应釜能够进行固液分离与提取的功能；多功能反应釜包括锅体、锅盖、搅拌器、加热夹套、支承及传动装置、轴封装置，所述锅体容积为50L；所述锅体与锅盖由法兰密封联接，锅体下部两侧有放料孔，锅内有搅拌器，锅盖上开进料、搅拌观察、测温测压、恒压滴加、蒸汽引出分馏、安全放空等工艺管孔，锅盖上部焊接支架上，支架上装置减速机与电机，由传动轴驱动锅内搅拌器，轴封装置在锅盖顶部；加热夹套上开有进、排油测温，放空蒸汽阀门、电热棒等接管孔。

3.根据权利要求1所述的一种基于化学工艺的单层多孔石墨烯的生产系统，其特征在于：所述物料储存单元的有机溶液储存罐存储的有机络合试剂为苯并18-冠-6醚定量接枝笼型倍半硅氧烷衍生物，存储的有机溶剂为二甲苯，所述物料储存单元的无机溶液储存罐存储的反应试剂是KMnO₄，溶剂为水，所述有机溶液储存罐与无机溶液储存罐的材质为聚四氟乙烯或不锈钢，尤其KMnO₄避光保存，所述物料储存单元的有机溶液储存罐和无机溶液储存罐并联通过输送管道和输送泵与液相分离器连接，液相分离器还通过返回管道与无机溶液储存罐连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于化学工艺的单层多孔石墨烯的生产系统，其特征在于：所述物料储存单元的液相分离器具有混匀和分离的功能，液相分离器是一卧式圆筒形罐，其通过支架横立在地面上，罐体的上壁设置进液口以及配置两个搅拌器，圆筒分离器顶的左部通入一空心导液管，导液管的下端管道连接一导流器，导流器是管道经由细到粗的通道组成，在圆筒分离器的侧壁上，安装阻尼筛板，用于分离互不相溶或部分互溶且比重不同的二组分液体混合物，该装置将混合液由导液管导至导流器，混合液通过导流器扩散后进入分离器，由于阻尼筛板的分隔作用，增长了液体分离的时间，提高了分液纯度，圆筒分离器内装有一液相界面计。

5.根据权利要求1所述的一种基于化学工艺的单层多孔石墨烯的生产系统，其特征在于：所述化学打孔单元的旋转涂膜仪包括旋转涂膜机体、轴承、转轴和支持体，旋转涂膜机体上与轴承连接，轴承与转轴连接，转轴与支持体连接；所述旋转涂膜机体的供电系统采用了电机部分与控制部分分别使用独立电源的方式，调速系统则采用了抗干扰性高的单片机进行控制，使得转数在高达1000-8000RPM范围内都非常稳定。

6.根据权利要求1所述的一种基于化学工艺的单层多孔石墨烯的生产系统，其特征在于：所述石墨烯制备单元与化学打孔单元的CVD管式炉包括高温腔体、石英管、石英支架、气路系统、分子泵机组、自动化控制系统，所述石英管直径20cm；保温材料全部采用先进的轻质纤维制品，温控系统采用多段智能程序温度控制仪控制，系统采用集成化设计，控制系统、混气罐、质量流量计等均内置在箱体内部，占地面积小。

7.根据权利要求1所述的一种基于化学工艺的单层多孔石墨烯的生产系统，其特征在于：所述多孔石墨烯转移单元的超声波剥离器包括分离液槽及超声波换能器，对二维材料进行更完美的剥离处理；超声波功率：720W，超声波频率：20KHZ～100KHZ。