石墨烯合成设备及利用其的石墨烯合成方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112875690A(43)申请公布日2021.06.01(21)申请号202110469567.3(22)申请日2021.04.29(71)申请人中国恩菲工程技术有限公司地址100038北京市海淀区复兴路12号(72)发明人李栋曹珂菲郝小红(74)专利代理机构北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)11201代理人廉世坤(51)Int.Cl.C01B32/186(2017.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称石墨烯合成设备及利用其的石墨烯合成方法(57)摘要本发明的实施例提出一种石墨烯合成设备及利用其的石墨烯合成方法。石墨烯合成设备包括：合成炉，所述合成炉具有炉腔、第一进气口、第一出气口和排液口，所述第一进气口、所述第一出气口和所述排液口中的每一者与所述炉腔连通，所述第一出气口位于所述第一进气口的上方，所述排液口在上下方向上位于所述第一出气口与所述第一进气口之间；加热装置，所述加热装置与所述炉腔配合以便能够对所述炉腔进行加热；和气体喷枪，所述气体喷枪设在所述第一进气口处，以便能够将反应气体通入所述炉腔内。因此，根据本发明实施例的石墨烯合成设备具有操作简单、生产效率高和成本低的优点。CN112875690ACN112875690A权利要求书1/2页1.一种石墨烯合成设备，其特征在于，包括：合成炉，所述合成炉具有炉腔、第一进气口、第一出气口和排液口，所述第一进气口、所述第一出气口和所述排液口中的每一者与所述炉腔连通，所述第一出气口位于所述第一进气口的上方，所述排液口在上下方向上位于所述第一出气口与所述第一进气口之间；加热装置，所述加热装置与所述炉腔配合以便能够对所述炉腔进行加热；和气体喷枪，所述气体喷枪设在所述第一进气口处，以便能够将反应气体通入所述炉腔内。2.根据权利要求1所述的石墨烯合成设备，其特征在于，还包括：转动座；转动轴，所述转动轴的一部分设在所述转动座内，所述转动轴与所述转动座转动连接；和电机，所述转动轴的一端与所述电机连接，所述转动轴的另一端与所述合成炉连接，以便所述电机通过所述转动轴带动所述合成炉转动，所述排液口位于所述转动轴的上方，所述排液口位于所述转动轴的一侧，可选地，所述第一出气口位于所述合成炉的上端部，所述第一进气口位于所述合成炉的下端部。3.根据权利要求2所述的石墨烯合成设备，其特征在于，所述合成炉的转动轴线和所述排液口在所述合成炉的周向上间隔90度。4.根据权利要求2或3所述的石墨烯合成设备，其特征在于，还包括：承重座；和承重轴，所述承重轴的一部分设在所述承重座内，所述承重轴与所述承重座转动连接，所述转动轴的一端与所述合成炉连接，所述转动轴的转动轴线与所述承重轴的转动轴线重合。5.根据权利要求4所述的石墨烯合成设备，其特征在于，所述合成炉由内至外依次包括炉衬和炉壳，所述炉衬由耐热材料制成，所述加热装置设在所述炉衬和炉壳之间。6.根据权利要求5所述的石墨烯合成设备，其特征在于，还包括旋转烟道，所述旋转烟道设在所述合成炉上，所述旋转烟道包括第二进气口和第二出气口，所述第二进气口与所述第一出气口相连，所述第二出气口的中心与所述合成炉的转动轴线重合，以便所述旋转烟道随着所述合成炉一同旋转。7.根据权利要求6所述的石墨烯合成设备，其特征在于，所述气体喷枪包括外管体和内管体，所述外管体套设在所述内管体上，所述外管体的出口与所述第一进气口相连，所述内管体的出口通向所述第一进气口。8.一种利用根据权利要求1‑7中任一项所述的石墨烯合成设备实施的石墨烯合成方法，其特征在于，包括以下步骤：A)使用所述气体喷枪向所述合成炉的所述炉腔内通入氮气，以便对所述合成炉的所述炉腔内的空气进行置换；B)对金属催化剂进行加热得到熔融状态的金属催化剂，将熔融状态的所述金属催化剂通过所述排液口通入所述合成炉的所述炉腔内，利用所述加热装置对所述合成炉的所述炉腔进行加热保温；C)使用所述气体喷枪向保温下的所述合成炉的所述炉腔通入气态的有机化合物，气态2CN112875690A权利要求书2/2页的所述有机化合物与熔融状态的所述金属催化剂接触，以便气态的所述有机化合物在预设温度下加快发生裂解反应并生成石墨烯颗粒；和D)分离、并收集所述石墨烯颗粒。9.根据权利要求8所述的石墨烯合成方法，其特征在于，还包括：步骤E）使用电机通过所述转动轴带动所述合成炉转动，将所述排液口转动到位于所述合成炉的下端位置处，以便将融状态的所述金属催化剂通过所述排液口排出所述合成炉的所述炉腔；和步骤F）使用所述电机通过所述转动轴带动所述合成炉转动，将所述排液口转动到位于所述合成炉的上端位置处，所述第一出气口和所述第一进气口不与熔融状态的所述金属催化剂接触，以便更换所述气体喷枪。10