本實用新型涉及制備石墨稀的技術,特別是一種量產化制備多層石墨烯的裝置。
背景技術:
石墨烯具有高比表面積、高導電性、高機械強度、易于修飾的優(yōu)點,石墨烯可以成為硅的替代品,制造超微型晶體管,甚至用來生產未來的超級計算機。用石墨烯取代硅,計算機處理器的運行速度將會快數百倍,因此,石墨烯的需求量將會暴增。
以往制備石墨烯,會采用機械剝離法、氧化還原法等簡單的生產工藝,單純使用上述工藝中的其中一種來生產石墨烯,得到的石墨烯純度不高,質量較差,同時也沒有專門用于生產石墨烯的裝置,現今生產石墨烯的效率較低,不能滿足市場對石墨烯的需求。
技術實現要素:
為解決上述技術問題,本實用新型的目的是提供一種量產化制備多層石墨烯的裝置。
本實用新型采用的技術方案是:
一種量產化制備多層石墨烯的裝置,包括用于放置石墨溶液的鈦盒、設置在鈦盒內且與鈦盒底部之間存在間隙的輥輪、驅使輥輪在鈦盒上滾動研磨石墨的驅動機構,以及用于對粗制備的石墨烯超聲波處理的超聲儀,該輥輪的輥軸與驅動機構連接,該電位儀的正極與鈦盒電性連接,該電位儀的負極與輥輪電性連接。
所述驅動機構包括驅動電機以及與驅動電機的驅動軸同軸連接的轉動軸,所述輥輪的輥軸與轉動軸的側面垂直連接,所述電位儀的負極與轉動軸電性連接以使電位儀的負極與輥輪連通。
所述超聲儀包括用于放置鈦盒的水浴槽、主控模塊,以及設置在水浴槽中的超聲波發(fā)生器,該主控模塊與超聲波發(fā)生器電性連接。
所述水浴槽上設置有用于支撐鈦盒的腳架。
本實用新型的有益效果:
本實用新型制備多層石墨烯的裝置,在鈦盒內加入多層石墨,輥輪碾壓多層石墨,將多層石墨研磨成多層石墨片,再通過電位儀對鈦盒施加正電壓,對輥輪施加負電壓,鈦盒與輥輪之間形成電場,而經過研磨的多層石墨片靠近鈦盒,使得石墨片部分氧化脫離形成多層石墨烯,超聲儀通過超聲波進一步將多層石墨烯剝離成層數更少的產品,同時也能防止石墨或石墨烯黏附在輥輪或者鈦盒的表面,防止多層石墨烯重結合現象,本裝置大大提高了石墨烯的生產效率,同時提高了石墨烯的純度及質量。
附圖說明
下面結合附圖對本實用新型的具體實施方式做進一步的說明。
圖1是本實用新型制備多層石墨烯的裝置的示意圖。
圖2是本實用新型制備多層石墨烯的裝置的控制原理圖。
具體實施方式
如圖1、圖2所示,本實用新型制備多層石墨烯的裝置,包括用于放置石墨溶液11的鈦盒1、設置在鈦盒1內且與鈦盒1底部之間存在間隙的輥輪2、驅使輥輪2在鈦盒1上滾動研磨石墨的驅動機構3、電位儀4,以及用于對粗制備的石墨烯超聲波處理的超聲儀5,其中,輥輪2與鈦盒1底部存在間隙,防止短路,并且給被研磨的石墨留有一定的研磨空間,石墨溶液11為加入多層石墨為原料的混合溶液,該輥輪2的輥軸與驅動機構3連接,該電位儀4的正極與鈦盒1電性連接,該電位儀4的負極與輥輪2電性連接。
本設計驅動機構3的優(yōu)選實施例包括驅動電機31以及與驅動電機31的驅動軸同軸連接的轉動軸32,所述輥輪2的輥軸與轉動軸32的側面垂直連接,電位儀4的負極與轉動軸32電性連接以使電位儀4的負極與輥輪2連通,驅動電機31帶動轉動軸32轉動,與轉動軸32側面垂直連接的輥軸繞轉動軸32轉動,從而使輥軸上的輥輪2在鈦盒1底面上運動,并且輥輪2碾壓鈦盒1底面上的多層石墨,轉動軸32、輥輪2均為導體,能夠相互導電。
驅動機構3還可以是設置在鈦盒1兩側的主動輪、從動輪以及設置在主動輪、從動輪上的傳送帶,驅動電機帶動主動輪轉動,帶動傳送帶運轉,輥輪2的輥軸設置在傳送帶上以使傳送帶帶動輥輪2在鈦盒1上運動。
超聲儀5包括用于放置鈦盒1的水浴槽51、主控模塊52,以及設置在水浴槽51中的超聲波發(fā)生器53,該主控模塊52與超聲波發(fā)生器53電性連接,同時,水浴槽51上設置有用于支撐鈦盒1的腳架6。
在鈦盒1內加入多層石墨,輥輪2碾壓多層石墨,將多層石墨研磨成多層石墨片,再通過電位儀4對鈦盒1施加正電壓,對輥輪2施加負電壓,鈦盒1與輥輪2之間形成電場,而經過研磨的多層石墨片靠近鈦盒1,使得石墨片部分氧化脫離形成多層石墨烯,超聲儀5通過超聲波進一步將多層石墨烯剝離成層數更少的產品,同時也能防止石墨或石墨烯黏附在輥輪2或者鈦盒1的表面,防止多層石墨烯重結合現象,本裝置大大提高了石墨烯的生產效率,同時提高了石墨烯的純度及質量。
以上所述僅為本實用新型的優(yōu)先實施方式,本實用新型并不限定于上述實施方式,只要以基本相同手段實現本實用新型目的的技術方案都屬于本實用新型的保護范圍之內。