一种石墨烯粉末生产用制备装置及其制备方法.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CN111689489A(43)申请公布日2020.09.22(21)申请号202010658162.X(22)申请日2020.07.09(71)申请人汤璐地址213000江苏省常州市新北区罗溪镇谢庄村委增光桥14号(72)发明人汤璐(74)专利代理机构上海思牛达专利代理事务所(特殊普通合伙)31355代理人丁剑(51)Int.Cl.C01B32/184(2017.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种石墨烯粉末生产用制备装置及其制备方法(57)摘要本发明涉及石墨烯加工相关领域，特别涉及一种石墨烯粉末生产用制备装置及其制备方法，该装置包括反应釜、石墨坩埚、加热线圈、铜液、气体输入管、气体输出管、石墨管和保护气体。本发明中，生产石墨烯粉末所需的加工装置结构简单，方便维修，加工装置数量少，降低了购买相关加工设备所需的成本，同时还减少了设备占地所需的土地成本；生产石墨烯粉末所需的原材料易于寻找，且成本较低，降低了生产石墨烯粉末所需的成本；生产石墨烯粉末使用的加工方法简单，加工效率高，适用于大批量的生产使用，具有很好的实用性；采用该制备方法生产石墨烯粉末对生产技术要求低；本发明中，采用该制备方法生产石墨烯粉末对环境造成的影响较小。CN111689489ACN111689489A权利要求书1/1页1.一种石墨烯粉末生产用制备装置及其制备方法，其特征在于，包括反应釜(1)，所述反应釜(1)内设置有石墨坩埚(2)，所述反应釜(1)内填充有保护气体(6)，所述石墨坩埚(2)的外侧壁套接有加热线圈(5)，所述石墨坩埚(2)内设置有铜液(7)，所述反应釜(1)上固定连接有气体输入管(3)和气体输出管(4)，所述气体输入管(3)的一端依次贯穿反应釜(1)和石墨坩埚(2)并固定连接有石墨管(8)，所述石墨管(8)位于石墨坩埚(2)内，所述气体输出管(4)的一端贯穿反应釜(1)并与石墨坩埚(2)的顶部连接，所述石墨坩埚(2)的顶部设置有与气体输出管(4)对应的输出口。2.根据权利要求1所述的一种石墨烯粉末生产用制备装置及其制备方法，其特征在于，所述气体输入管(3)用于往铜液(7)内输入气体。3.根据权利要求1所述的一种石墨烯粉末生产用制备装置及其制备方法，其特征在于，所述气体输出管(4)用于石墨坩埚(2)内的气体排出，以便于收集石墨烯粉末。4.根据权利要求1所述的一种石墨烯粉末生产用制备装置及其制备方法，其特征在于，所述保护气体(6)为氮气或氩气中的其中一种。5.一种石墨烯粉末生产用制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将反应釜(1)内抽至真空，并注入保护气体(6)至常压保护；S2、使用加热线圈(5)对石墨坩埚(2)内的铜液(7)进行加热，直至加热至生产所需的温度；S3、将一定比例的所述混合气体通过气体输入管(3)输入至铜液(7)的内部，然后在气体输出管(4)的输出端对排出气体中的石墨烯粉末进行收集即可。6.根据权利要求5所述的一种石墨烯粉末生产用制备方法，其特征在于，所述S2中加热线圈(5)对石墨坩埚(2)的加热为1100℃-1300℃。2CN111689489A说明书1/3页一种石墨烯粉末生产用制备装置及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及石墨烯加工相关领域，尤其涉及一种石墨烯粉末生产用制备装置及其制备方法。背景技术[0002]石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。[0003]它具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。[0004]石墨烯的应用范围广阔。根据石墨烯超薄，强度超大的特性，石墨烯可被广泛应用于各领域，比如超轻防弹衣，超薄超轻型飞机材料等。根据其优异的导电性，使它在微电子领域也具有巨大的应用潜力。石墨烯有可能会成为硅的替代品，制造超微型晶体管，用来生产未来的超级计算机，碳元素更高的电子迁移率可以使未来的计算机获得更高的速度。另外石墨烯材料还是一种优良的改性剂，在新能源领域如超级电容器、锂离子电池方面，由于其高传导性、高比表面积，可适用于作为电极材料助剂。[0005]石墨烯的制备方法有很多。其中行业内最常用的方法为氧化还原法。氧化还原法包括将石墨氧化得到石墨氧化物，再通过还原法还原制备石墨烯。[0006]石墨的氧化通常使用传统的哈莫斯法(Hummers法)：将石墨粉末与强氧化剂(如硝酸钠、浓硫酸、高锰酸钾、双氧水等)混合，经反应、清洗、脱水、烘干，得到棕黄色粉末状石墨氧化物。还原石墨氧化物从而制备石墨烯的方法有很多，其中包括热冲击还原法。热冲击还原法为：将石墨氧化物于有惰性气体保护的气氛下进行加热