一种用于制备石墨烯的装置及其制备方法.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CN110240151A(43)申请公布日2019.09.17(21)申请号201910459933.X(22)申请日2019.05.28(71)申请人刘建军地址471000河南省洛阳市高新技术开发区九都西路美伦香颂26-1-703(72)发明人刘建军(51)Int.Cl.C01B32/186(2017.01)权利要求书2页说明书4页附图2页(54)发明名称一种用于制备石墨烯的装置及其制备方法(57)摘要一种用于制备石墨烯的装置及其制备方法，涉及石墨烯制备技术领域，本发明通过在坩埚(14)中设置金属熔液，然后在金属熔液中设置气体分流器(17)，进入金属熔液的气体经气体分流器上的出气孔(16)排入到金属熔液中形成多个气泡，气体在气泡表面分解为碳原子，碳原子在气泡表面重新组装为石墨烯，进一步，本发明通过在炉体(10)上分别设置的粉体收集器和吹气管(4)可以实现石墨烯的连续生产，本发明具有生产效率高，成本低等优点，适合大范围的推广和应用。CN110240151ACN110240151A权利要求书1/2页1.一种用于制备石墨烯的装置，包括中空轴(1)、炉盖(3)、吹气管(4)、粉体收集器、炉体(10)、坩埚(14)和加热器(15)，其特征是：在所述炉体(10)的上端设有炉盖(3)使炉体形成一个密闭的腔体，在炉体(10)的炉腔内设有坩埚(14)，在坩埚(14)的外围设有加热器(15)，所述加热器(15)连接电极(21)，在坩埚(14)的顶端设有坩埚盖板(11)，在坩埚(14)上部的外缘面上分别设有至少一个吹气口(12)和至少一个排粉口，在每个吹气口(12)内分别设有吹气管(4)，每个吹气管(4)的右端对应坩埚(14)内的石墨烯粉体(13)，每个吹气管(4)的左端穿过炉体(10)的外缘面连接吹气源，每个排粉口通过管道分别连接粉体收集器，在坩埚(14)内设有气体分流器(17)，在气体分流器(17)的上面分别设有复数个出气孔(16)和至少一个进气孔，每个进气孔分别连接向上延伸的中空轴(1)，所述中空轴(1)的上端依次穿过坩埚盖板(11)和炉盖(3)后连接气源，中空轴(1)的上端连接上轴升降装置形成所述的用于制备石墨烯的装置。2.根据权利要求1所述的用于制备石墨烯的装置，其特征是：所述中空轴(1)的上端设有超声振动装置。3.根据权利要求1所述的用于制备石墨烯的装置，其特征是：所述中空轴(1)上端的进气口设有混气阀，所述混气阀连接气源。4.根据权利要求1所述的用于制备石墨烯的装置，其特征是：所述出气孔(16)的直径为0.1～1mm。5.根据权利要求1所述的用于制备石墨烯的装置，其特征是：所述排粉口连接粉体收集管A(6)，所述粉体收集管A(6)连接设置在粉体收集器上的粉体收集管B(7)，在所述粉体收集管A(6)与粉体收集管B(7)之间设有阀门。6.根据权利要求1所述的用于制备石墨烯的装置，其特征是：所述粉体收集器包括粉体收集器主体(8)、粉体收集器盖板(22)、挡板固定杆(23)和伞形挡板(24)，在所述粉体收集器主体(8)的上端设有粉体收集器盖板(22)，在粉体收集器主体(8)的下端设有粉体出口(9)，所述粉体出口(9)连接粉体收集袋，在粉体收集器主体(8)的外缘面上设有贯通至粉体收集器主体(8)内腔的粉体收集管B(7)，在粉体收集器盖板(22)的内缘面上设有向下延伸的挡板固定杆(23)，在挡板固定杆(23)的外缘面上由上至下设有至少一个伞形挡板(24)，在粉体收集器盖板(22)的上面设有排气口(5)。7.根据权利要求6所述的用于制备石墨烯的装置，其特征是：所述粉体出口(9)与粉体收集袋之间设有阀门。8.根据权利要求1所述的用于制备石墨烯的装置，其特征是：所述炉体(10)的内缘上设有保温层(19)，在炉体(10)的底部设有底部保温层(20)。9.根据权利要求1所述的用于制备石墨烯的装置，其特征是：所述坩埚(14)的底部设有支撑座(25)，所述支撑座(25)设置在炉体(10)的炉底上。10.实施权利要求1～9任一权利要求所述的一种用于制备石墨烯的装置的一种用于制备石墨烯的方法，其特征是：所述方法具体包括如下步骤：第一步、熔化金属熔液：启动电源，通过加热器(15)对坩埚(14)进行加热，待坩埚(14)内的金属熔化成金属熔液后开启气源，气源中的气体通过中空轴(1)进入气体分流器(17)，然后启动上轴升降装置，由上轴升降装置带动中空轴(1)缓慢下降，将气体分流器(17)没入到金属熔液的液面以2CN110240151A权利要求书2/2页下；第二步、裂解生成石墨烯：接上步、进入金属熔液的气体经气体分流器(17)上的出气孔(16)排入到金属熔液中形成多个气泡，气体在气泡表面分解为碳原子，