CN114307912A - 一种氧化石墨烯还原设备 - Google Patents

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本发明公开了一种氧化石墨烯还原设备，属于石墨烯制备设备领域，包括反应罐、微波发射器和两个电极板，所述反应罐的下端呈喇叭线收口，且所述反应罐下端的收口处构成所述反应罐的出料口，所述反应罐的出料口处设有阀门，所述反应罐内竖向设有一个管柱形的衬套，所述衬套的上端与所述反应罐的内顶壁连接，所述衬套与所述反应罐内壁之间具有下端敞口的环形间隙，所述反应罐侧壁的上端设有与所述环形间隙内连通的出气口，所述反应罐的上端设有与所述衬套内连通的进料口，所述微波发射器安装在所述反应罐的侧壁上，且其发射端密封伸入到所述衬套内，两个所述电极板均绝缘安装在所述衬套的内壁上，其优点是对环境友好。

Description

一种氧化石墨烯还原设备
技术领域
本发明属于石墨烯制备设备领域，尤其涉及一种一种氧化石墨烯还原设备。
背景技术
近年来许多研究者都在致力于探究石墨烯的规模化制备方法，以便于可以***的研究这种新型碳材料的物理化学性质和其他可能的应用。石墨烯的制备方法分为物理方法和化学方法，主要包括机械剥离法、外延生长法、化学气相沉积法、切割碳纳米管法和还原氧化石墨法。上述制备方法各有优劣，其中最大的难题在于如何获得结构均一(包括层数和尺寸)及含氧官能团可控的石墨烯。
氧化石墨烯还原法被认为是最有可能用于工业化生产石墨烯的方法，氧化石墨烯的还原主要采用的是化学还原法，常用药剂为肼类和强碱类等还原剂(这些还原剂大多具有一定的毒性，废液处理不当会对环境造成污染)，但其生产成本高，且对环境不友好。
发明内容
本发明目的是为了解决上述技术问题，本提供一种可对氧化石墨烯进行还原的氧化石墨烯还原设备。
本发明的技术方案如下：一种氧化石墨烯还原设备，包括反应罐、微波发射器、接料斗、气流送粉机构、粉尘回收机构和两个电极板，所述反应罐的下端呈喇叭线收口，且所述反应罐下端的收口处构成所述反应罐的出料口，所述反应罐的出料口处设有阀门，并与所述接料斗的接料口连接，所述反应罐内还竖向设有一个管柱形的衬套，所述衬套的上端与所述反应罐的内顶壁连接，所述衬套与所述反应罐内壁之间具有下端敞口的环形间隙，所述反应罐侧壁的上端设有与所述环形间隙内连通的出气口，所述反应罐的上端设有与所述衬套内连通的进料口，所述微波发射器安装在所述反应罐的侧壁上，且其发射端密封伸入到所述衬套内，两个所述电极板均绝缘安装在所述衬套的内壁上，且在所述衬套的内壁上相对分布，两个所述电极板用以与直流电源的正负极电连接，所述气流送粉机构的出料口与所述反应罐的进料口连通，所述粉尘回收机构的进气口与所述反应罐的出气口连通。
其中，所述微波发射器设有多个，多个所述微波发射器均布在所述反应罐的侧壁上。
其中，所述反应罐的顶壁还设有与所述衬套内连通的人孔和观察孔，且所述人孔处安装有盖板。
其中，所述气流送粉机构包括供气装置和均匀可调送粉装置，所述均匀可调送粉装置具有进气口、出料口和粉料入口，所述供气装置的出气口与所述均匀可调送粉装置的进气口连通，所述均匀可调送粉装置的出料口与所述反应罐的进料口连通，所述粉料入口处设有阀门，所述供气装置向所述均匀可调送粉装置内供应氢气和氩气的混合气体。
其中，所述粉尘回收机构包括布袋除尘器，所述布袋式除尘器具有进气口、出尘口和出气口，所述布袋式除尘器的进气口与所述反应罐的出气口连通。
其中，所述粉尘回收机构还包括接尘斗，所述接尘斗的进料口与所述布袋除尘器的除尘口可拆卸连接。
其中，所述粉尘回收机构还包括静电除尘器，所述静电除尘器具有进气口和出气口，所述静电除尘器的进气口与所述布袋除尘器的出气口连通，所述静电除尘器的出气口与所述均匀可调送粉装置的进气口连通，且所述静电除尘器的出气口处设有用以避免气体回流的止逆阀。
本发明的有益效果在于：本发明通过电场与微波相结合在氢气和氩气混合气体的环境下对氧化石墨烯粉末进行还原处理，其对环境友好，不需使用肼类和强碱类等还原剂，另外其可对反应罐出气口排出的气体中的粉尘和尾气分别进行回收，从而降低生产成本并提高生产效率。
附图说明
图1为本发明所述氧化石墨烯还原设备的结构图；
图2为本发明所述氧化石墨烯还原设备的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
如图1和图2所示，本发明提供了一种氧化石墨烯还原设备，包括反应罐1、微波发射器2、接料斗3、气流送粉机构4、粉尘回收机构5和两个电极板6，所述反应罐1的下端呈喇叭线收口，且所述反应罐1下端的收口处构成所述反应罐1的出料口，所述反应罐1的出料口处设有阀门一101，并与所述接料斗3的接料口连接，所述反应罐1内还竖向设有一个管柱形的衬套102，所述衬套102的上端与所述反应罐1的内顶壁连接，所述衬套102与所述反应罐1内壁之间具有下端敞口的环形间隙，所述反应罐1侧壁的上端设有与所述环形间隙内连通的出气口，所述反应罐1的上端设有与所述衬套102内连通的进料口，所述微波发射器2安装在所述反应罐1的侧壁上，且其发射端密封伸入到所述衬套102内，两个所述电极板6均绝缘安装在所述衬套102的内壁上，且在所述衬套102的内壁上相对分布，两个所述电极板6用以与直流电源的正负极电连接，所述气流送粉机构4的出料口与所述反应罐1的进料口连通，所述粉尘回收机构5的进气口与所述反应罐1的出气口连通。
其中，所述微波发射器2设有多个(可为5-10个)，多个所述微波发射器2均布在所述反应罐1的侧壁上。
其中，所述反应罐1的顶壁还设有与所述衬套102内连通的人孔103和观察孔104(观察孔处密封安装有玻璃)，且所述人孔103处密封安装有盖板。
其中，所述气流送粉机构4包括供气装置401和均匀可调送粉装置402，所述均匀可调送粉装置402具有进气口、出料口和粉料入口，所述供气装置401的出气口与所述均匀可调送粉装置402的进气口连通，所述均匀可调送粉装置402的出料口与所述反应罐1的进料口连通，所述均匀可调送粉装置402的粉料入口处设有阀门二403，所述供气装置401向所述均匀可调送粉装置402内供应氢气和氩气的混合气体，所述供气装置包括两个储气瓶，其中一个储气瓶内装纳氩气，另一个储气瓶内装纳氢气，两个储气瓶的出气口均与所述均匀可调送粉装置的进气口连通，其中，氩气和氢气混合进入到均匀可调送粉装置内将均匀可调送粉装置内的氧化石墨烯粉料吹扫至反应罐内，而氩气在反应罐内作为保护气体，而氢气在反应罐内的作为还原气体，而氧化石墨烯粉料在反应罐内在电场和微波的作用下与氢气还原反应生产石墨烯，而石墨烯粉料排入到接料斗内，接料斗内的石墨烯装满后关闭阀门一，并将接料斗内拆下，并将其内的石墨烯排完后重新将接料斗安装在反应罐的出料口处，再打开阀门一，而反应罐内的剩余气体进入到粉尘回收机构，其中，所述均匀可调送粉装置402的结构类似于专利CN102114972B《一种均匀可调送粉装置》中所公开的设备。其中，氧化石墨烯与氢气反应后生产石墨烯和水，而产物水以潮气的形式混合在石墨烯中随石墨烯排出。
其中，所述粉尘回收机构5包括布袋除尘器501，所述布袋式除尘器501具有进气口、出尘口和出气口，所述布袋式除尘器501的进气口与所述反应罐1的出气口连通。
其中，所述粉尘回收机构5还包括接尘斗502，所述接尘斗502的进料口与所述布袋除尘器501的除尘口可拆卸连接。
其中，所述粉尘回收机构5还包括静电除尘器503，所述静电除尘器503具有进气口和出气口，所述静电除尘器503的进气口与所述布袋除尘器501的出气口连通，所述静电除尘器501的出气口与所述均匀可调送粉装置402的进气口连通，且所述静电除尘器501的出气口处设有用以避免气体回流的止逆阀504。
其中，所述均匀可调送粉装置402的进气口处可增设一个气泵404，而气泵的出气口与均匀可调送粉装置402的进气口连通，两个储气瓶的出气口均与所述气泵的进气口连通，而静电除尘器501的出气口与气泵404的进气口连通(即通过进气泵与均匀可调送粉装置402的进气口连通)。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。

Claims (7)

1.一种氧化石墨烯还原设备，其特征在于，包括反应罐、微波发射器、接料斗、气流送粉机构、粉尘回收机构和两个电极板，所述反应罐的下端呈喇叭线收口，且所述反应罐下端的收口处构成所述反应罐的出料口，所述反应罐的出料口处设有阀门，并与所述接料斗的接料口连接，所述反应罐内还竖向设有一个管柱形的衬套，所述衬套的上端与所述反应罐的内顶壁连接，所述衬套与所述反应罐内壁之间具有下端敞口的环形间隙，所述反应罐侧壁的上端设有与所述环形间隙内连通的出气口，所述反应罐的上端设有与所述衬套内连通的进料口，所述微波发射器安装在所述反应罐的侧壁上，且其发射端密封伸入到所述衬套内，两个所述电极板均绝缘安装在所述衬套的内壁上，且在所述衬套的内壁上相对分布，两个所述电极板用以与直流电源的正负极电连接，所述气流送粉机构的出料口与所述反应罐的进料口连通，所述粉尘回收机构的进气口与所述反应罐的出气口连通。
2.根据权利要求1所述氧化石墨烯还原设备，其特征在于，所述微波发射器设有多个，多个所述微波发射器均布在所述反应罐的侧壁上。
3.根据权利要求1或2所述氧化石墨烯还原设备，其特征在于，所述反应罐的顶壁还设有与所述衬套内连通的人孔和观察孔，且所述人孔处安装有盖板。
4.根据权利要求1或2所述氧化石墨烯还原设备，其特征在于，所述气流送粉机构包括供气装置和均匀可调送粉装置，所述均匀可调送粉装置具有进气口、出料口和粉料入口，所述供气装置的出气口与所述均匀可调送粉装置的进气口连通，所述均匀可调送粉装置的出料口与所述反应罐的进料口连通，所述粉料入口处设有阀门，所述供气装置向所述均匀可调送粉装置内供应氢气和氩气的混合气体。
5.根据权利要求4所述氧化石墨烯还原设备，其特征在于，所述粉尘回收机构包括布袋除尘器，所述布袋式除尘器具有进气口、出尘口和出气口，所述布袋式除尘器的进气口与所述反应罐的出气口连通。
6.根据权利要求5所述氧化石墨烯还原设备，其特征在于，所述粉尘回收机构还包括接尘斗，所述接尘斗的进料口与所述布袋除尘器的除尘口可拆卸连接。
7.根据权利要求6所述氧化石墨烯还原设备，其特征在于，所述粉尘回收机构还包括静电除尘器，所述静电除尘器具有进气口和出气口，所述静电除尘器的进气口与所述布袋除尘器的出气口连通，所述静电除尘器的出气口与所述均匀可调送粉装置的进气口连通，且所述静电除尘器的出气口处设有用以避免气体回流的止逆阀。
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