本實(shí)用新型涉及石墨烯制造設(shè)備，尤其是一種光波膨脹剝離制備石墨烯的成套設(shè)備。

背景技術(shù)：

石墨烯是一種由碳原子以 sp²雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格排列構(gòu)成的，單個(gè)碳原子厚的二維碳材料，石墨烯作為一種新型材料，在透明導(dǎo)電薄膜、導(dǎo)電油墨、防腐涂料、太陽(yáng)能電池、鋰電池、超級(jí)電容器和傳感器等領(lǐng)域已逐漸被應(yīng)用，是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)之一。

但是，石墨烯還難于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，目前能夠大規(guī)模生產(chǎn)少層（3至10層）石墨烯粉體的主要方法之一是氧化還原法：即先將石墨氧化成氧化石墨，再超聲剝離得氧化石墨烯，然后采用溶液還原（水合肼、硼氫化鈉等還原劑還原）或高溫?zé)Y(jié)還原得石墨烯。其后續(xù)的高溫?zé)Y(jié)還原一方面不能有效剝離氧化石墨烯，這是因?yàn)檠趸┳陨砀稍锖蠖螆F(tuán)聚嚴(yán)重；另一方面高溫?zé)Y(jié)耗時(shí)長(zhǎng)，能耗高，且對(duì)環(huán)境有一定影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種光波膨脹剝離制備石墨烯的成套設(shè)備，其能夠?qū)崿F(xiàn)少層石墨烯粉體的低成本、規(guī)?；a(chǎn)。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種光波膨脹剝離制備石墨烯的成套設(shè)備，包括光波爐、旋風(fēng)收集器和引風(fēng)機(jī)，所述光波爐包括殼體，殼體的一側(cè)設(shè)有進(jìn)料口，殼體的另一側(cè)設(shè)有出料口，殼體中間裝有透明管，透明管一端銜接所述進(jìn)料口、另一端銜接所述出料口，透明管與殼體之間裝有照射燈，一根轉(zhuǎn)軸插入殼體并伸入所述透明管內(nèi)，處于所述透明管內(nèi)的轉(zhuǎn)軸上固連有多個(gè)攪拌刀，所述出料口通過(guò)管道連接旋風(fēng)收集器進(jìn)風(fēng)口，所述出料口處設(shè)有出料閥門，所述旋風(fēng)收集器的出風(fēng)口通過(guò)管道連接引風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述照射燈與殼體之間還設(shè)有反光罩。反光罩把接收到光線反射到透明管內(nèi)，以進(jìn)一步提高能量的利用效率。

優(yōu)選所述照射燈環(huán)繞透明管布置有多根；所述照射燈為鹵素?zé)艄堋?/p>

優(yōu)選所述透明管為石英管。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述殼體與反光罩之間還設(shè)有保溫層。進(jìn)一步提高節(jié)能效果。

進(jìn)一步改進(jìn)，處于殼體內(nèi)且靠近所述進(jìn)料口處的轉(zhuǎn)軸上固設(shè)有螺旋輸送刀，螺旋輸送刀一端伸入所述透明管內(nèi)。以方便把原料送入透明管內(nèi)。

優(yōu)選所述攪拌刀包括沿轉(zhuǎn)軸徑向固連在轉(zhuǎn)軸上的支桿，支桿的自由端設(shè)有安裝板，安裝板靠近所述透明管內(nèi)壁一側(cè)固連有刮片。通過(guò)刮片還能把粘在透明管內(nèi)壁物料刮除，確保光線能夠穿過(guò)透明管照射到原料上。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述進(jìn)料口處設(shè)有進(jìn)料閥門，所述進(jìn)料閥門由進(jìn)料氣缸帶動(dòng)以打開(kāi)或關(guān)閉所述進(jìn)料口；所述出料閥門由出料氣缸帶動(dòng)以打開(kāi)或關(guān)閉所述出料口。以方便控制進(jìn)出料并使殼體內(nèi)的空間能夠處于封閉狀態(tài)。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述殼體固連在一支架上，支架上還固設(shè)有兩個(gè)軸座，所述轉(zhuǎn)軸樞接在兩個(gè)軸座上，支架上還裝有電機(jī)，電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸上裝有主動(dòng)皮帶輪，所述轉(zhuǎn)軸處于殼體外一端裝有從動(dòng)皮帶輪，主動(dòng)皮帶輪和從動(dòng)皮帶輪通過(guò)皮帶相連接。

進(jìn)一步改進(jìn)，在旋風(fēng)收集器和引風(fēng)機(jī)之間還設(shè)有脈沖除塵器，脈沖除塵器的進(jìn)風(fēng)口通過(guò)管道連接旋風(fēng)收集器的出風(fēng)口，脈沖除塵器的出風(fēng)口通過(guò)管道再連接引風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口。通過(guò)脈沖除塵器能夠減少生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)環(huán)境的影響，同時(shí)還能收集一部分產(chǎn)品，進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本。

本實(shí)用新型可以利用氧化石墨或可膨脹石墨作為原料，把原料從殼體的進(jìn)料口送入透明管內(nèi)，然后通過(guò)照射燈對(duì)原料進(jìn)行照射，通過(guò)光波照射原料后，原料的表面會(huì)膨脹剝離出少層的石墨烯粉體，又通過(guò)攪拌刀的攪拌作用，確保原料能夠不斷受到光波照射，也就能夠不斷從原料表面膨脹剝離出少層的石墨烯粉體。照射燈照射達(dá)到設(shè)定時(shí)間后，可以停止照射，然后打開(kāi)出料閥門，通過(guò)引風(fēng)機(jī)的抽風(fēng)作用，所生產(chǎn)出來(lái)的少層的石墨烯粉體就會(huì)被吸到旋風(fēng)收集器收集起來(lái)。生產(chǎn)出來(lái)的少層石墨烯粉體通常為3層至10層，因此本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)少層石墨烯粉體的低成本、規(guī)?；a(chǎn)，且對(duì)環(huán)境不造成影響。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型主視圖；

圖2是圖1的A處放大圖；

圖3是圖1的B-B局部剖視放大圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

圖1至圖3所示，一種光波膨脹剝離制備石墨烯的成套設(shè)備，包括光波爐100、旋風(fēng)收集器200、脈沖除塵器300和引風(fēng)機(jī)400，所述光波爐100包括殼體1，殼體1的一側(cè)設(shè)有進(jìn)料口11，殼體1的另一側(cè)設(shè)有出料口12，殼體1中間裝有透明管2，透明管2優(yōu)選用石英管，透明管2一端銜接所述進(jìn)料口11、另一端銜接所述出料口12，透明管2與殼體1之間裝有照射燈3，照射燈3環(huán)繞透明管2布置有多根，優(yōu)選所述照射燈3為鹵素?zé)艄?，鹵素?zé)艄芸蛇x用在鎢絲燈管內(nèi)充滿碘或溴等鹵素氣體的燈管。

一根轉(zhuǎn)軸4插入殼體1并伸入所述透明管2內(nèi)，處于所述透明管2內(nèi)的轉(zhuǎn)軸4上固連有多個(gè)攪拌刀5；每個(gè)攪拌刀5包括沿轉(zhuǎn)軸4徑向固連在轉(zhuǎn)軸4上的支桿51，支桿51的自由端設(shè)有安裝板52，安裝板52靠近所述透明管2內(nèi)壁一側(cè)固連有刮片53。

所述照射燈3與殼體1之間還設(shè)有反光罩6。反光罩6把接收到光線反射到透明管2內(nèi)，以進(jìn)一步提高能量的利用效率。所述殼體1與反光罩6之間還設(shè)有保溫層13。

處于殼體1內(nèi)且靠近所述進(jìn)料口11處的轉(zhuǎn)軸4上固設(shè)有螺旋輸送刀7，螺旋輸送刀7一端伸入所述透明管2內(nèi)。通過(guò)螺旋輸送刀7方便把原料送入透明管2內(nèi)。

所述進(jìn)料口11處設(shè)有進(jìn)料閥門14，進(jìn)料閥門14通過(guò)進(jìn)料氣缸141帶動(dòng)關(guān)閉或打開(kāi)所述進(jìn)料口11；所述出料口12處設(shè)有出料閥門15，出料閥門15通過(guò)出料氣缸151帶動(dòng)關(guān)閉或打開(kāi)所述出料口12。

所述殼體1固連在一支架8上，支架8上還固設(shè)有兩個(gè)軸座81，所述轉(zhuǎn)軸4樞接在兩個(gè)軸座81上，支架8上還裝有電機(jī)9，電機(jī)9的驅(qū)動(dòng)軸上裝有主動(dòng)皮帶輪91，所述轉(zhuǎn)軸4處于殼體1外一端裝有從動(dòng)皮帶輪92，主動(dòng)皮帶輪91和從動(dòng)皮帶輪92通過(guò)皮帶93相連接。

光波爐100上的所述出料口12通過(guò)管道連接旋風(fēng)收集器200進(jìn)風(fēng)口，脈沖除塵器300的進(jìn)風(fēng)口通過(guò)管道連接旋風(fēng)收集器200的出風(fēng)口，脈沖除塵器300的出風(fēng)口通過(guò)管道再連接引風(fēng)機(jī)400的進(jìn)風(fēng)口。

所述旋風(fēng)收集器200、脈沖除塵器300和引風(fēng)機(jī)400可采用市面上現(xiàn)有的設(shè)備。

本實(shí)施例的工作過(guò)程為：采用氧化石墨或可膨脹石墨作為原料，關(guān)閉出料閥門15，把原料從殼體1的進(jìn)料口11投入殼體1內(nèi)，然后關(guān)閉進(jìn)料閥門14，啟動(dòng)電機(jī)9，轉(zhuǎn)軸4轉(zhuǎn)動(dòng)，螺旋輸送刀7把原料送入透明管2內(nèi)，打開(kāi)各照射燈3對(duì)原料進(jìn)行照射，同時(shí)各攪拌刀5隨著轉(zhuǎn)軸4轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)原料進(jìn)行攪拌，通過(guò)光波照射原料后，原料的表面會(huì)不斷膨脹剝離出少層（3層-10層）的石墨烯粉體；照射達(dá)到時(shí)間后，打開(kāi)出料閥門15，啟動(dòng)引風(fēng)機(jī)400，生產(chǎn)出來(lái)的少層（3層-10層）的石墨烯粉體就會(huì)被吸到旋風(fēng)收集器200收集起來(lái)，一些更細(xì)小粉塵和石墨烯粉體還能被脈沖除塵器300去除和收集。

本實(shí)施例利用鹵素?zé)艄苷丈溲趸蚩膳蛎浭仍希乖峡焖?、高效且充分膨脹剝離出少層的石墨烯粉體，且對(duì)環(huán)境基本沒(méi)有影響，其制備的石墨烯材料在防腐涂料、太陽(yáng)能電池、鋰電池、超級(jí)電容器等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

以上僅是本實(shí)用新型一個(gè)較佳的實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員按權(quán)利要求作等同的改變都落入本案的保護(hù)范圍。