利用激光改善氧化石墨烯薄膜表面性能的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種利用激光改善氧化石墨烯薄膜表面性能的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]石墨烯是由單層碳以六元環(huán)狀緊密排列而形成的二維蜂窩狀的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，具有特殊的電學(xué)性能及物理化學(xué)性能，具有高載流子迀移率、高熱導(dǎo)率等物理性能，在觸屏用透明導(dǎo)電薄膜，儲(chǔ)能和轉(zhuǎn)換用的超級(jí)電容器、鋰離子電池、燃料電池、太陽能電池中具有巨大的應(yīng)用前景。
[0003]考慮到石墨烯在實(shí)際應(yīng)用中需要制備成薄膜狀，因此，通常的做法是先制備納米尺度的氧化石墨烯，在成膜后加以還原得到氧化石墨烯薄膜。目前主要是使用水合肼或硼氫化鈉等強(qiáng)還原劑還原氧化石墨烯薄膜。但是使用的強(qiáng)還原劑水合肼具有一定的毒性，難以從最終的產(chǎn)品中去除，會(huì)破壞環(huán)境，并且該方法的耗時(shí)長，還原程度低。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種利用激光改善氧化石墨烯薄膜表面性能的裝置，不僅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單、合理，而且易于操作，綠色環(huán)保。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種利用激光改善氧化石墨烯薄膜表面性能的裝置，包括用以盛放氧化石墨烯薄膜的轉(zhuǎn)動(dòng)盤，所述轉(zhuǎn)動(dòng)盤上方的一旁側(cè)固定有激光光源，所述轉(zhuǎn)動(dòng)盤上方的另一旁側(cè)設(shè)置有用以反射激光光源至氧化石墨烯薄膜表面的可轉(zhuǎn)動(dòng)的反光鏡。
[0006]優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)動(dòng)盤上方設(shè)置有用以平整氧化石墨烯薄膜表面的可上下伸縮的壓力板。
[0007]優(yōu)選的，所述壓力板頂部設(shè)置有用以驅(qū)動(dòng)壓力板上下伸縮的氣缸。
[0008]優(yōu)選的，所述反光鏡與用以驅(qū)動(dòng)反光鏡往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)的第一電機(jī)相聯(lián)接，所述第一電機(jī)采用正反轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)。
[0009]優(yōu)選的，所述反光鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與轉(zhuǎn)動(dòng)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)軸相垂直，所述激光光源在氧化石墨烯薄膜表面上沿著轉(zhuǎn)動(dòng)盤中點(diǎn)至邊沿的最長線段往復(fù)掃描。
[0010]優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)動(dòng)盤的底部與用以驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)盤360°轉(zhuǎn)動(dòng)的第二電機(jī)相聯(lián)接。
[0011]優(yōu)選的，所述激光光源射出的激光光束的能量密度為30~45mJ/cm2。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0013]本實(shí)用新型采用高能激光光束照射氧化石墨烯薄膜表面，除去氧化石墨烯薄膜表面的含氧基團(tuán)，生成C02等氣體；利用壓力板擠壓減少氧化石墨烯薄膜的膜內(nèi)部的空隙、平整氧化石墨烯薄膜的表面，并且通過轉(zhuǎn)動(dòng)盤和反光鏡的配合轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)快速大面積還原氧化石墨烯的效果；耗時(shí)少、產(chǎn)量大、對環(huán)境無污染，所制備的產(chǎn)品還原程度高，性能好，而且設(shè)備簡單，適合規(guī)模化生產(chǎn)，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的構(gòu)造示意圖。
[0016]圖中:1_轉(zhuǎn)動(dòng)盤，2-激光光源，3-反光鏡，4-壓力板，5-氣缸，6-第一電機(jī)，7_第二電機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為讓本實(shí)用新型的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下。
[0018]如圖1所示，一種利用激光改善氧化石墨烯薄膜表面性能的裝置，包括用以盛放氧化石墨烯薄膜的轉(zhuǎn)動(dòng)盤1，所述轉(zhuǎn)動(dòng)盤1上方的一旁側(cè)固定有激光光源2，所述轉(zhuǎn)動(dòng)盤1上方的另一旁側(cè)設(shè)置有用以反射激光光源2至氧化石墨烯薄膜表面的可轉(zhuǎn)動(dòng)的反光鏡3。
[0019]在本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)動(dòng)盤1上方設(shè)置有用以平整氧化石墨烯薄膜表面的可上下伸縮的壓力板4。
[0020]在本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述壓力板4頂部設(shè)置有用以驅(qū)動(dòng)壓力板4上下伸縮的氣缸5。
[0021]在本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述反光鏡3與用以驅(qū)動(dòng)反光鏡3往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)的第一電機(jī)6相聯(lián)接，所述第一電機(jī)6采用正反轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)。
[0022]在本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述反光鏡3的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與轉(zhuǎn)動(dòng)盤1的轉(zhuǎn)動(dòng)軸相垂直，所述激光光源2在氧化石墨烯薄膜表面上沿著轉(zhuǎn)動(dòng)盤1中點(diǎn)至邊沿的最長線段往復(fù)掃描。
[0023]在本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)動(dòng)盤1優(yōu)選圓形，也可以為多邊形或其他不規(guī)則形狀，并不局限于此，所述壓力板4小于轉(zhuǎn)動(dòng)盤1，所述壓力板4的形狀與轉(zhuǎn)動(dòng)盤1相適應(yīng)。
[0024]在本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)動(dòng)盤1的底部與用以驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)盤1360°轉(zhuǎn)動(dòng)的第二電機(jī)7相聯(lián)接。
[0025]在本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述激光光源2射出的激光光束的能量密度為30~45mJ/
2
cm ο
[0026]本實(shí)用新型的具體使用過程如下:將用界面法制備出的氧化石墨烯薄膜置于轉(zhuǎn)動(dòng)盤1中，接著壓力板4的向下運(yùn)動(dòng)，壓力板4以0.lkg/cm2的壓力擠壓減少氧化石墨稀薄膜的膜內(nèi)部的空隙、平整氧化石墨烯薄膜的表面，再以40mJ/cm2能量密度的激光光束照射氧化石墨烯薄膜的表面，減少氧化石墨烯薄膜表面的含氧官能團(tuán)，轉(zhuǎn)動(dòng)盤1以200轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，反光鏡3以5° /min的角速度來回轉(zhuǎn)動(dòng)，在20min后取出氧化石墨烯薄膜，其表面平整均勻，且含氧基團(tuán)含量極少，還原程度高，實(shí)現(xiàn)了性能改善的效果。
[0027]本實(shí)用新型不局限于上述最佳實(shí)施方式，任何人在本實(shí)用新型的啟示下都可以得出其他各種形式的利用激光改善氧化石墨烯薄膜表面性能的裝置。凡依本實(shí)用新型申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本實(shí)用新型的涵蓋范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用激光改善氧化石墨烯薄膜表面性能的裝置，其特征在于:包括用以盛放氧化石墨烯薄膜的轉(zhuǎn)動(dòng)盤，所述轉(zhuǎn)動(dòng)盤上方的一旁側(cè)固定有激光光源，所述轉(zhuǎn)動(dòng)盤上方的另一旁側(cè)設(shè)置有用以反射激光光源至氧化石墨烯薄膜表面的可轉(zhuǎn)動(dòng)的反光鏡。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用激光改善氧化石墨烯薄膜表面性能的裝置，其特征在于:所述轉(zhuǎn)動(dòng)盤上方設(shè)置有用以平整氧化石墨烯薄膜表面的可上下伸縮的壓力板。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用激光改善氧化石墨烯薄膜表面性能的裝置，其特征在于:所述壓力板頂部設(shè)置有用以驅(qū)動(dòng)壓力板上下伸縮的氣缸。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用激光改善氧化石墨烯薄膜表面性能的裝置，其特征在于:所述反光鏡與用以驅(qū)動(dòng)反光鏡往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)的第一電機(jī)相聯(lián)接，所述第一電機(jī)采用正反轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)。5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的利用激光改善氧化石墨烯薄膜表面性能的裝置，其特征在于:所述反光鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與轉(zhuǎn)動(dòng)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)軸相垂直，所述激光光源在氧化石墨烯薄膜表面上沿著轉(zhuǎn)動(dòng)盤中點(diǎn)至邊沿的最長線段往復(fù)掃描。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用激光改善氧化石墨烯薄膜表面性能的裝置，其特征在于:所述轉(zhuǎn)動(dòng)盤的底部與用以驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)盤360°轉(zhuǎn)動(dòng)的第二電機(jī)相聯(lián)接。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用激光改善氧化石墨烯薄膜表面性能的裝置，其特征在于:所述激光光源射出的激光光束的能量密度為30~45mJ/cm2。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種利用激光改善氧化石墨烯薄膜表面性能的裝置，包括用以盛放氧化石墨烯薄膜的轉(zhuǎn)動(dòng)盤，所述轉(zhuǎn)動(dòng)盤上方的一旁側(cè)固定有激光光源，所述轉(zhuǎn)動(dòng)盤上方的另一旁側(cè)設(shè)置有用以反射激光光源至氧化石墨烯薄膜表面的可轉(zhuǎn)動(dòng)的反光鏡。本實(shí)用新型采用高能激光光束照射氧化石墨烯薄膜表面，除去氧化石墨烯薄膜表面的含氧基團(tuán)，生成CO2等氣體，并且通過轉(zhuǎn)動(dòng)盤和反光鏡的配合轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)快速大面積還原氧化石墨烯的效果，耗時(shí)少、產(chǎn)量大、對環(huán)境無污染，所制備的產(chǎn)品還原程度高，性能好，而且設(shè)備簡單，適合規(guī)?；a(chǎn)，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。
【IPC分類】C01B31/04
【公開號(hào)】CN204999617
【申請?zhí)枴緾N201520716622
【發(fā)明人】于巖, 張復(fù)偉, 李沖, 洪明珠
【申請人】福州大學(xué)
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年9月17日