[发明专利]采用气流粉碎剥离方法制备石墨烯前驱体二维纳米石墨粉的工艺和装置

摘要

本发明公开了一种采用气流粉碎剥离工艺制备石墨烯前驱体二维纳米石墨粉的方法和装置；该装置包括气源系统、粉碎剥离系统和气固分离系统；在粉碎剥离系统中，A回流管、B回流管和上升管构成了气流粉碎剥离过程的物料循环回路；A引气管、B引气管和C引气管构成了气流粉碎剥离过程的气流粉碎通道。制备石墨烯前驱体二维纳米石墨粉采用三股超音速射流共同携带石墨颗粒，通过带料射流的碰撞与摩擦，实现石墨颗粒的高纯粉碎与剥离，通过石墨颗粒的循环连续粉碎剥离，由此获得二维纳米石墨粉。由于采用该工艺对石墨颗粒进行粉碎与剥离，是利用石墨颗粒之间的相互碰撞与摩擦来实现石墨粉的粉碎与剥离，不存在其它介质的磨损，因而能够获得高纯度的二维纳米石墨粉。

主权项

一种采用气流粉碎剥离工艺制备石墨烯前驱体二维纳米石墨粉的方法，所述石墨烯前驱体为石墨粉，其特征在于对所述石墨粉的粉碎剥离包括有下列步骤：第一步：将石墨粉放置于粉碎剥离腔(106)内，所放石墨粉用量为粉碎剥离腔(106)容积的1/5～3/5；第二步：对空压机(201)产生的高压气体在干燥器(202)中进行干燥处理，然后通过加热器(203)对干燥后的气体进行加热，输出温度为22～65度的干燥高压气体；所述空压机(201)产生的高压气体的压力为0.3～1.0兆帕；第三步：循环连续粉碎剥离石墨粉(A)粉碎剥离系统(1)的A引气管(104)、B引气管(105)和C引气管(107)接收由第二步骤制得的高温干燥高压气体，所述高温干燥高压气体经A引气管(104)、B引气管(105)和C引气管(107)后形成三股超音速射流进入粉碎剥离腔(106)中；所述三股超音速射流携带粉碎剥离腔(106)内的石墨，通过带料射流的碰撞与摩擦，实现对石墨的高纯粉碎剥离；所述三股超音速射流是指A射流(1D)、B射流(1E)和C射流(1C)；A射流(1D)沿A引气管(104)向粉碎剥离腔(106)的底部吹入高温干燥高压气体；B射流(1E)沿B引气管(105)向粉碎剥离腔(106)的底部吹入高温干燥高压气体；C射流(1C)沿C引气管(107)向粉碎剥离腔(106)的上方吹入高温干燥高压气体；A射流(1D)和B射流(1E)与C射流(1C)交汇在粉碎剥离腔(106)的底腔面板(106A)的中心点；(B)粉碎剥离后的石墨通过上升管(102)进入气固分离腔(109)中，在引风机产生的引风作用下，从上升管(102)排出的带料射流(1B)一部分石墨物料与锥形挡板(109A)接触后下落，另一部分随着气流运动的石墨物料抵达过滤器(301)，通过过滤器(301)实现石墨与空气的分离；下落的石墨与分离后的石墨顺次通过左锥部(113)、B回流管(103)利用气体射流的引射作用进入粉碎剥离腔(106)中再次粉碎剥离；或者下落的石墨与分离后的石墨顺次通过右锥部(112)、A回流管(101)利用气体射流的引射作用进入粉碎剥离腔(106)中再次粉碎剥离；(C)周而复始(B)步骤，实现石墨颗粒的循环连续粉碎剥离；循环连续粉碎剥离时间为0.5～8小时。