[发明专利]一种通过纯化和光微波还原制备石墨烯的系统

摘要

本发明提供了一种通过纯化和光微波还原制备石墨烯的系统。所述系统可包括依次连接的纯化装置和光微波还原装置，其中，纯化装置包括进料口、罐体、第一、第二隔板、超声单元和出料口，第一、第二隔板横向设在罐内以将其分为反应区、过滤区和收集区；进料口、出料口、排液口分别与三个区连接；所述光微波还原装置包括沿物料行进方向依次连接的喂料单元、反应单元、收集单元，以及围绕反应单元设置的微波辐照单元和光波辐照单元。本发明的有益效果包括：纯化装置能有效分离氧化石墨烯和杂质离子，纯化效率高、成本低；光微波还原装置的加热速度快、无热惯性，节能高效，还原效率高；设备使用寿命长，结构简便，便于使用。

主权项

1.一种通过纯化和光微波还原制备石墨烯的系统，其特征在于，所述系统包括依次连接的纯化装置和光微波还原装置，其中，所述纯化装置包括进料口、罐体、第一隔板、第二隔板、超声发生单元和出料口，其中，所述第一隔板和第二隔板沿罐体的横截面设置在罐体内，以将罐体分隔为上下依次分布的反应区、过滤区和收集区，所述第一隔板上设置有能够将反应区和过滤区连通的可开合部件，所述第二隔板上设置有能够实现固液分离的过滤部件；所述进料口设置在罐体上部并与所述反应区连通，以使氧化石墨烯、络合剂和酸性溶液通过该进料口进入所述反应区，所述氧化石墨烯的官能团上结合有杂质离子；所述出料口设置在罐体的侧壁上并位于所述第二隔板上方，以便排出沉积在所述过滤部件上的纯化后的氧化石墨烯；所述超声发生单元设置在所述反应区内，以向反应区提供超声环境，使络合反应充分进行；所述光微波还原装置包括沿物料行进方向依次连接的喂料单元、反应单元、收集单元，以及围绕反应单元设置的微波辐照单元和光波辐照单元，其中，所述喂料单元包括依次连接的供气机构、喷气管道，以及与喷气管道连接的供料机构，所述供气机构包括气源并能够向喷气管道中送入氮气或惰性气体，所述供料机构能够收集所述纯化后的氧化石墨烯，并能够将其送入喷气管道，所述喷气管道能够使氮气或惰性气体以负载所述纯化后的氧化石墨烯的形式进入反应单元；所述反应单元包括两端具有开口的管状容器，其中，所述管状容器能够作为所述纯化后的氧化石墨烯被还原为石墨烯的场所；所述收集单元能够收集所述石墨烯；所述微波辐照单元包括微波源和微波谐振腔，其中，所述微波谐振腔的腔体能够包绕所述管状容器，且能够使微波以行波的方式辐照管状容器内的氧化石墨烯；所述光波辐照单元包括若干根光波管，所述光波管设置在所述微波谐振腔之内且能够辐照管状容器内的氧化石墨烯。