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一種拉伸剝離制備石墨烯的密煉機(jī)及制備石墨烯的方法與流程

文檔序號:11888070閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種拉伸剝離制備石墨烯的密煉機(jī),其特征在于,包括:

機(jī)筒,內(nèi)部設(shè)置一控溫裝置;

加料機(jī)構(gòu),設(shè)置在所述機(jī)筒內(nèi)部,由至少一個喂料口組成;

密煉機(jī)構(gòu),與所述加料機(jī)構(gòu)相連通,包括橫截面為曲邊三角形的兩個凸輪轉(zhuǎn)子作為攪拌軸;

動力傳動機(jī)構(gòu),包括一驅(qū)動電機(jī),與所述密煉機(jī)構(gòu)連接導(dǎo)通,用于驅(qū)動所述攪拌軸;

收集機(jī)構(gòu),用于收集石墨烯前驅(qū)體;

其中,將石墨原料、密煉添加劑與水混合而成的膏狀石墨混合物加入所述加料機(jī)構(gòu)后進(jìn)入所述密煉機(jī)構(gòu),在連續(xù)通過所述攪拌軸過程中,在轉(zhuǎn)動過程中所述兩個凸輪轉(zhuǎn)子產(chǎn)生壓縮力和拉伸力,所述膏狀石墨混合物不斷被壓縮和拉伸,在拉伸過程中石墨被剝離成石墨烯。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種拉伸剝離制備石墨烯的密煉機(jī),其特征在于,所述石墨原料為鱗片石墨、膨脹石墨、高取向石墨、熱裂解石墨、氧化石墨中的至少一種,所述石墨原料粒徑小于等于1毫米;所述密煉添加劑為具有膠粘性的水溶性葡萄糖、果糖、半乳糖、山梨糖、塔格糖、肌醇、甘露糖中的至少一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的種拉伸剝離制備石墨烯的密煉機(jī),其特征在于,所述機(jī)筒的直徑為800-1100mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種拉伸剝離制備石墨烯的密煉機(jī),其特征在于,在所述驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動下,所述兩個凸輪轉(zhuǎn)子進(jìn)行同向轉(zhuǎn)動,其中,所述兩個凸輪轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動時,所述兩個凸輪轉(zhuǎn)子兩個橫切面中心連線與所述兩個凸輪轉(zhuǎn)子兩個橫切面邊沿相切點(diǎn)重合,所述兩個轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動一周,容腔體積呈周期性變化,所述膏狀石墨混合物不斷被壓縮和拉伸,在拉伸過程中石墨被剝離成石墨烯。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種拉伸剝離制備石墨烯的密煉機(jī),其特征在于,所述攪拌軸的長度與所述曲邊三角形的邊長之比大于4/1。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種拉伸剝離制備石墨烯的密煉機(jī),其特征在于,所述攪拌軸體覆蓋耐磨陶瓷層。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種拉伸剝離制備石墨烯的密煉機(jī),其特征在于,所述收集機(jī)構(gòu)內(nèi)部設(shè)置滾筒式冷卻機(jī)或圓盤式振動篩,用于收集石墨烯前驅(qū)體。

8.一種制備石墨烯的方法,其特征在于,包括如下步驟:

(1)將石墨原料、密煉添加劑和水按照質(zhì)量比為1:5-10:2-5混合攪拌均勻,配制成粘稠膏狀石墨混合物;

(2)將所述膏狀石墨混合物投入如權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述的密煉機(jī)的加料機(jī)構(gòu),加入所述加料機(jī)構(gòu)后進(jìn)入所述密煉機(jī)構(gòu),接通動力傳動機(jī)構(gòu),控制工作溫度為10-30℃,在連續(xù)通過所述攪拌軸過程中,在轉(zhuǎn)動過程中所述兩個凸輪轉(zhuǎn)子產(chǎn)生壓縮力和拉伸力,所述膏狀石墨混合物不斷被壓縮和拉伸,在拉伸過程中石墨被剝離成石墨烯,通過收集機(jī)構(gòu)收集石墨烯前驅(qū)體;

(3)將收集的所述石墨烯前驅(qū)體經(jīng)過清洗去除雜質(zhì),干燥獲得石墨烯材料;

其中,所述石墨原料為鱗片石墨、膨脹石墨、高取向石墨、熱裂解石墨、氧化石墨中的至少一種,所述石墨原料粒徑小于等于1毫米;所述密煉添加劑為具有膠粘性的水溶性葡萄糖、果糖、半乳糖、山梨糖、塔格糖、肌醇、甘露糖中的至少一種。

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