【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及石墨烯制備方面的技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種石墨烯微波制備系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

作為目前世界上發(fā)現(xiàn)的最薄的二維晶體材料，石墨烯其特殊的二維單原子層晶體結(jié)構(gòu)使石墨烯表現(xiàn)出優(yōu)異的物理化學(xué)性能，通過(guò)優(yōu)異的電子傳輸能力和導(dǎo)熱能力使其在復(fù)合材料、儲(chǔ)能材料、晶體材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。伴隨石墨烯的發(fā)現(xiàn)，石墨烯的制備方法也成為該行業(yè)的主要研究方向，微波熱力剝離法利用超聲波產(chǎn)生的空化效應(yīng)釋放的巨大能量將石墨片層進(jìn)行剝離而制備石墨烯，在此原理上，特設(shè)計(jì)一套適用于石墨烯微波制備系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)上述所要解決的技術(shù)問(wèn)題提供石墨烯微波制備系統(tǒng)，通過(guò)高溫膨脹得到膨脹石墨，再利用微波剝離獲得石墨烯微片，其生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單科學(xué)，適用于大批量生產(chǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案：一種石墨烯微波制備系統(tǒng)，它包括：

設(shè)置至少一個(gè)沿運(yùn)輸方向移動(dòng)的進(jìn)料定位電機(jī)，該進(jìn)料定位電機(jī)至少配置一個(gè)料盒；

為材料配給提供輸送設(shè)置的傳送設(shè)備，于生產(chǎn)線流水方向上配合設(shè)置有微波室，該微波室至少配置一個(gè)微波發(fā)生器，該微波發(fā)生器提供石墨烯微波剝離環(huán)境；

所述傳送設(shè)備帶動(dòng)所述進(jìn)料定位電機(jī)移動(dòng)至所述微波發(fā)生器處，材料經(jīng)過(guò)受熱后從所述微波室出料，進(jìn)行冷卻工序。

于本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，所述微波室兩端設(shè)有密封閘門(mén)。

于本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，所述微波室外接輸入保護(hù)氣。

于本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，對(duì)應(yīng)所述微波發(fā)生器處，設(shè)置料盒旋轉(zhuǎn)裝置，通過(guò)料盒自轉(zhuǎn)保證材料均勻受熱。

于本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，本墨烯微波剝離制備系統(tǒng)的生產(chǎn)線始端進(jìn)料，設(shè)置連接電機(jī)的進(jìn)料裝置，將材料供給至所述進(jìn)料定位電機(jī)的料盒內(nèi)；同時(shí)生產(chǎn)線末端出料，于接料裝置下置水冷板，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)料完全冷卻。

于本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，本墨烯微波剝離制備系統(tǒng)為全自動(dòng)生產(chǎn)系統(tǒng)。

本發(fā)明同背景技術(shù)相比所產(chǎn)生的有益效果：

本發(fā)明的目的是要提供石墨烯微波制備系統(tǒng)，通過(guò)大規(guī)模的制備高質(zhì)量的石墨烯，采用微波均勻受熱處理，對(duì)石墨材料進(jìn)行高溫膨脹處理，得到膨脹石墨，再利用微波剝離獲得石墨烯微片，具有高效生產(chǎn)特點(diǎn)；設(shè)置料盒自轉(zhuǎn)功能，保證材料可均勻受熱；本石墨烯微波制備系統(tǒng)的整套生產(chǎn)線為全自動(dòng)生產(chǎn)線,生產(chǎn)效率大為提高，極大改善生產(chǎn)操作環(huán)境。它具有設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)科學(xué)、高效生產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量高、自動(dòng)化生產(chǎn)的特點(diǎn)。

【附圖說(shuō)明】

圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式中石墨烯微波制備系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式中料盒于微波發(fā)生器處旋轉(zhuǎn)加熱的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述的實(shí)施例示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，對(duì)于方位詞，如有術(shù)語(yǔ)“中心”，“橫向”、“縱向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)針”等指示方位和位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于敘述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定方位構(gòu)造和操作，不能理解為限制本發(fā)明的具體保護(hù)范圍。

此外，如有術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或隱含指明技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隱含包括一個(gè)或者多個(gè)該特征，在本發(fā)明描述中，“至少”的含義是一個(gè)或一個(gè)以上，除非另有明確具體的限定。

在本發(fā)明中，除另有明確規(guī)定和限定，如有術(shù)語(yǔ)“組裝”、“相連”、“連接”術(shù)語(yǔ)應(yīng)作廣義去理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；也可以是機(jī)械連接；可以是直接相連，也可以是通過(guò)中間媒介相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部相連通。對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述的術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

在發(fā)明中，除非另有規(guī)定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接觸而是通過(guò)它們之間的另外特征接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅是表示第一特征水平高度高于第二特征的高度。第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度低于第二特征。

下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)的附圖，通過(guò)對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的描述，使本發(fā)明的技術(shù)方案及其有益效果更加清楚、明確。下面通過(guò)參考附圖描述實(shí)施例是示例性的，旨在解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

請(qǐng)參看附圖1-2所示的，本發(fā)明提供較佳的石墨烯微波制備系統(tǒng)，它包括：進(jìn)料定位電機(jī)1、料盒2、傳送設(shè)備3、微波室4、微波發(fā)生器5、料盒旋轉(zhuǎn)裝置6、進(jìn)料裝置8、接料裝置9和水冷板10。設(shè)置至少一個(gè)沿生產(chǎn)線流水方向移動(dòng)的進(jìn)料定位電機(jī)1，該進(jìn)料定位電機(jī)1至少配置一個(gè)料盒2；為材料配給提供輸送設(shè)置的傳送設(shè)備3，于生產(chǎn)線流水方向上配合設(shè)置有微波室4，該微波室4至少配置一個(gè)微波發(fā)生器5，該微波發(fā)生器5提供石墨烯微波剝離環(huán)境；傳送設(shè)備3帶動(dòng)進(jìn)料定位電機(jī)1移動(dòng)至微波發(fā)生器5處，材料經(jīng)過(guò)受熱后從微波室4出料，再進(jìn)行冷卻工序。

本發(fā)明中，為配合石墨烯高質(zhì)生產(chǎn)，在微波室4兩端設(shè)有密封閘門(mén)41，料盒2于微波室4中受熱過(guò)程中，微波室4通過(guò)閘門(mén)41密封，保證了材料受熱時(shí)不被氧化而導(dǎo)致變質(zhì)。同時(shí)微波室4出料后，材料溫度較高，為進(jìn)一步避免材料出料后因溫度過(guò)高氧化,微波室4外接氣體通道輸入保護(hù)氣42，輸入保護(hù)氣42于微波室4內(nèi)，對(duì)材料進(jìn)行抗氧保護(hù)，再通過(guò)自然冷卻出料。

本墨烯微波剝離制備系統(tǒng)的生產(chǎn)線始端進(jìn)料，設(shè)置連接電機(jī)7的進(jìn)料裝置8，將材料供給至進(jìn)料定位電機(jī)1的料盒2內(nèi)；同時(shí)生產(chǎn)線末端出料，于接料裝置9下置水冷板10，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)料完全冷卻。設(shè)計(jì)在生產(chǎn)線末端出料處，通過(guò)接料裝置下置水冷板，使材料在自然冷卻的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)完全冷，卻以方便本制備系統(tǒng)對(duì)材料進(jìn)行下一道生產(chǎn)工序工作。

微波室4加熱結(jié)構(gòu)上，在對(duì)應(yīng)微波發(fā)生器5處，設(shè)置料盒旋轉(zhuǎn)裝置6，通過(guò)料盒2自轉(zhuǎn)保證材料均勻受熱。本發(fā)明設(shè)計(jì)的料盒2能夠?qū)崿F(xiàn)在微波室4中自轉(zhuǎn)，確保高溫膨脹過(guò)程中，石墨得到完全充分膨脹，保證其在受熱過(guò)程中均勻受熱，利用微波剝離獲得高質(zhì)量的石墨烯微片。

本墨烯微波剝離制備系統(tǒng)為全自動(dòng)生產(chǎn)系統(tǒng)。另，本發(fā)明中，傳送設(shè)備3包括輸送裝置（圖中未標(biāo)示），該輸送裝置包括流水循環(huán)的輸送裝置，進(jìn)料定位電機(jī)1在該輸送裝置上實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流水循環(huán)工作，實(shí)現(xiàn)高效進(jìn)料送料自動(dòng)化。整套生產(chǎn)線為全自動(dòng)生產(chǎn)線,生產(chǎn)效率大為提高，極大改善生產(chǎn)操作環(huán)境。

實(shí)施例：

如附圖1-2所示，本實(shí)施例提供較佳的石墨烯微波制備系統(tǒng)，它包括：進(jìn)料定位電機(jī)1、料盒2、傳送設(shè)備3、微波室4、微波發(fā)生器5、料盒旋轉(zhuǎn)裝置6、進(jìn)料裝置8、接料裝置9和水冷板10。生產(chǎn)線始端進(jìn)料，進(jìn)料裝置8連接電機(jī)7實(shí)現(xiàn)進(jìn)料動(dòng)力，電機(jī)7將材料供給至進(jìn)料定位電機(jī)1的料盒2內(nèi)，進(jìn)料定位電機(jī)1對(duì)料盒2的進(jìn)料位置設(shè)定準(zhǔn)確位置，確保安全進(jìn)料；進(jìn)料后，傳送設(shè)備3帶動(dòng)進(jìn)料定位電機(jī)1沿生產(chǎn)線流水方向移動(dòng)，進(jìn)料定位電機(jī)1進(jìn)入微波室4后，移動(dòng)至微波發(fā)生器5處，如圖2所示，微波發(fā)生器5處設(shè)置有料盒旋轉(zhuǎn)裝置6，料盒2在料盒旋轉(zhuǎn)裝置6工作下實(shí)現(xiàn)自轉(zhuǎn)均勻受熱，確保在高溫膨脹過(guò)程中，材料得到完全充分膨脹，實(shí)現(xiàn)利用微波剝離獲得高質(zhì)量的石墨烯微片。

優(yōu)選地，在微波室4兩端設(shè)有密封閘門(mén)41，主要保證料盒2在受熱過(guò)程中，配合石墨烯高質(zhì)生產(chǎn)，微波室4通過(guò)閘門(mén)41密封，實(shí)現(xiàn)微波室4獨(dú)立設(shè)置空間，一為減少石墨高溫氧化與空氣接觸產(chǎn)生有害氣體，同時(shí)也保證了材料受熱時(shí)不被氧化而導(dǎo)致變質(zhì)。進(jìn)一步地，本實(shí)施例為避免材料從微波室4出料后因材料溫度過(guò)高而氧化，輸入保護(hù)氣42至微波室4內(nèi)，對(duì)材料進(jìn)行抗氧保護(hù)。材料受熱后從微波室4出料，通過(guò)自然冷卻后進(jìn)行下一道生產(chǎn)工序。

材料自然冷卻后，經(jīng)傳送設(shè)備3輸送至生產(chǎn)線末端出料。本實(shí)施例在生產(chǎn)線末端的接料裝置9下置水冷板10，確保產(chǎn)料完全冷卻，使材料在自然冷卻的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)完全冷，卻以方便本制備系統(tǒng)對(duì)微波制備所得的石墨烯材料進(jìn)行下一道生產(chǎn)工序工作。本墨烯微波剝離制備系統(tǒng)為全自動(dòng)生產(chǎn)系統(tǒng)。整套生產(chǎn)線為全自動(dòng)生產(chǎn)線,生產(chǎn)效率大為提高，極大改善生產(chǎn)操作環(huán)境。本發(fā)明通過(guò)大規(guī)模的制備高質(zhì)量的石墨烯，采用微波均勻受熱處理，對(duì)石墨材料進(jìn)行高溫膨脹處理，得到膨脹石墨，再利用微波剝離獲得石墨烯微片，具有高效生產(chǎn)特點(diǎn)；通過(guò)料盒自轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)，保證材料均勻受熱；它具有設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)科學(xué)、高效生產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量高、自動(dòng)化生產(chǎn)的特點(diǎn)。因此，它是一款技術(shù)性、實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性均優(yōu)級(jí)的產(chǎn)品。

在說(shuō)明書(shū)的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“合一個(gè)實(shí)施例”、“優(yōu)選地”、“示例”、“具體示例”或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)，包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中，在本說(shuō)明書(shū)中對(duì)于上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或者示例中以合適方式結(jié)合。說(shuō)明書(shū)的描述中連接的所述連接方式具有明顯的效果和實(shí)用效力。

通過(guò)上述的結(jié)構(gòu)和原理的描述，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不局限于上述的具體實(shí)施方式，在本發(fā)明基礎(chǔ)上采用本領(lǐng)域公知技術(shù)的改進(jìn)和替代均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍，應(yīng)由各權(quán)利要求限定之。