用于连续制备石墨烯粉末的设备及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102730679A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102730679A(43)申请公布日2012.10.17(21)申请号201210254197.2(22)申请日2012.07.23(71)申请人贵州新碳高科有限责任公司地址550014贵州省贵阳市长岭南路留学归国创业园A1栋101室(72)发明人张毅(74)专利代理机构贵阳东圣专利商标事务有限公司52002代理人杨云(51)Int.Cl.C01B31/04(2006.01)权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书55页页附图附图22页(54)发明名称用于连续制备石墨烯粉末的设备及方法(57)摘要本发明涉及用于连续制备石墨烯粉末的设备，其包括：一个加热炉，包括一个炉体、一个进料口、一个出料口和加热元件；一个借助所述进料口和出料口通过所述炉体内部的传送带。本发明还涉及用所述设备连续制备石墨烯粉末的方法。本发明的设备及方法不仅能根据需要控制技术参数，使产品性能稳定，还能实现石墨烯粉末的规模化连续生产。CN1027369ACN102730679A权利要求书1/2页1.一种用于连续制备石墨烯粉末的设备，包括：一个加热炉，包括一个炉体、一个进料口、一个出料口和加热元件；一个借助所述进料口和出料口通过所述炉体内部的传送带。2.权利要求1的设备，其中传送带上放置有收集装置，其轴向与传送带的传送方向呈0-90°，优选0-60°，更优选0-30°；所述收集装置的材料为耐高温材料，例如，但不限于，石英、陶瓷、金属（包括合金）、耐高温的金属氧化物（例如氧化铝等）、耐高温的聚合物等。3.权利要求2的设备，其中所述收集装置为具有开口的空心管，其轴向长度、壁厚、开口大小和横截面形状可视生产需要而定，其中轴向长度可大于、等于或小于、优选大于横截面图形中相距最远的两点之间的距离，其横截面可为例如，但不限于，圆形、圆弧形、椭圆形、三角形、四边形、六边形、八边形、不规则形状等。4.权利要求2的设备，其中收集装置由两根中心相通且直径不相等的圆柱形空心管连接而成，在连接处直径较大的管的开口正好与直径较小的管的开口大小一样以使两根管的中心相通，而在两根管不连接的两端，各自具有一个开口，开口大小视生产需要而定，如果开口是圆形的，开口的直径优选地分别等于各自管的内径。5.权利要求1至4之一的设备，其中加热炉可为，但不限于，管式炉、井式炉、箱式炉等，优选管式炉；加热炉的横截面可为例如，但不限于，圆形、圆弧形、椭圆形、三角形、四边形、六边形、八边形、或其他形状等；加热炉由耐高温材料制成，所述耐高温材料包括，但不限于，石英、陶瓷、金属（包括合金）等；加热炉内的加热元件可为，但不限于，电热丝、电热板、加热管等；加热炉上优选地装有调节温度的装置，使加热时加热炉炉体内部的温度维持在20-3000℃、优选25-2500℃、更优选25-2000℃的范围内。6.权利要求1至4之一的设备，其中所述加热炉上优选地装有用于引入惰性气体的进气口和排出惰性气体和废气的出气口；进气口和出气口的位置优选地分别在加热炉的两端，更优选地，进气口位于进料口上方，出气口位于出料口上方；进气口和/或出气口上优选地装有调节气体流速的装置，可根据送入进料口的石墨氧化物的量来调节通入惰性气体的流量，惰性气体的流量在0-100L/分/L炉体积、优选0.001-10L/分/L炉体积、更优选0.01-1L/分/L炉体积、最优选0.5-0.8L/分/L炉体积的范围内；进气口和/或出气口处优选地装有过滤装置，避免炉体内的固体粉末随着惰性气体从进气口和/或出气口排出。7.权利要求1至4之一的设备，进料口外还包含研磨装置。8.权利要求1至4之一的设备，其中所述传送带的传动装置上优选地装有调节传送速度的装置，可根据送入进料口的石墨氧化物的量和进料口与出料口之间的距离——该距离优选地等于加热炉炉体长度——来控制传送带的传送速度，使石墨氧化物在加热炉中反应适当的时间，单位物料的反应时间通常为0.1-120s/g物料、优选0.5-100s/g物料、更优选1-80s/g物料、最优选5-60s/g物料；传送带优选地匀速通过加热炉炉体内部；在本发明的一些实施方案中，传送带由耐高温材料制成，所述耐高温材料包括，但不限于耐高温的金属氧化物（例如氧化铝等）、耐高温聚合物等。9.一种连续制备石墨烯粉末的方法，其包括：（1）用一个传送带使石墨氧化物通过一个加热炉的进料口进入炉体内部，于其中用加热元件加热，获得石墨烯粉末；然后（2）传送带使所载石墨烯粉末通过加热炉的出料口出料。2CN102730679A权利要求书2/2页10.权利要求9的方法，在使石墨氧化物通过加热炉炉体内部之前还包括预热加热炉的步骤和/或一个使石墨氧化的步骤。3CN102730679