本實(shí)用新型屬于工程技術(shù)領(lǐng)域,涉及基于噴涂大規(guī)模連續(xù)制備石墨烯基薄膜的裝置,具體為一種直接利用氣噴可控的規(guī)?;苽涫┗∧さ难b置。
背景技術(shù):
石墨烯內(nèi)的每個(gè)碳原子以sp2雜化軌道的方式(σ鍵)與其他3個(gè)碳原子相連接,極強(qiáng)的C-C鍵致使石墨烯片層具有優(yōu)異的力學(xué)性能,剩余的一個(gè)p電子軌道垂直于石墨烯平面,與周?chē)奶荚有纬呻x域的π鍵,致使電子可在晶體中自由移動(dòng),賦予了石墨烯良好的電性能。由于原子間的作用力非常強(qiáng),在常溫下,即使周?chē)荚影l(fā)生擠撞,石墨烯中的電子受到的干擾也很小。電子在石墨烯中傳輸時(shí)不易發(fā)生散射,遷移率可達(dá)2×105cm2/(V·s),是室溫下導(dǎo)電性最佳的材料。同時(shí),石墨烯也是目前報(bào)道的熱導(dǎo)率最高的材料,其熱導(dǎo)率達(dá)到5000W/mK。石墨烯的獨(dú)特物理屬性決定了石墨烯基薄膜在光電,傳感,光熱等領(lǐng)域有著顯著的應(yīng)用前景。目前制備石墨烯基薄膜的方法主要有:真空抽濾法、LB法、旋涂法和自組裝。而目前技術(shù)的局限性主要表現(xiàn)在(1)制備工藝較為復(fù)雜;(2)無(wú)法規(guī)?;B續(xù)制備石墨烯基薄膜;(3)對(duì)目標(biāo)基板的選擇性較強(qiáng)。無(wú)法滿足工程對(duì)大面積,低成本石墨烯基薄膜的需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型要解決的問(wèn)題是:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足,提出一種基于氣噴,可大規(guī)模連續(xù)制備石墨烯基薄膜的裝置。本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:一種規(guī)模化制備石墨烯基薄膜的裝置,包括氣泵、噴槍、移動(dòng)架、目標(biāo)基板和加熱臺(tái),噴槍設(shè)置在移動(dòng)架上,氣泵連接噴槍?zhuān)瑖姌尩膰娮斐蚰繕?biāo)基板,目標(biāo)基板設(shè)置在加熱臺(tái)上。進(jìn)一步的,加熱臺(tái)還設(shè)有滾輪裝置。作為優(yōu)選方式,移動(dòng)架為自動(dòng)化控制的移動(dòng)架。本實(shí)用新型將噴槍與氣泵相連,通過(guò)氣泵來(lái)霧化溶液。噴槍固設(shè)置在移動(dòng)架上面,控制其來(lái)回移動(dòng),以實(shí)現(xiàn)面向目標(biāo)基板的大面積噴涂。將目標(biāo)基板放在加熱臺(tái)上,加熱臺(tái)用于加熱目標(biāo)基板,使落入到目標(biāo)基板上的小液滴快速蒸發(fā),加快薄膜的制備進(jìn)程。 同時(shí)在加熱臺(tái)安裝滾輪裝置,用于石墨烯基薄膜的傳送,以實(shí)現(xiàn)連續(xù)化制備。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)比較,具有以下突出優(yōu)點(diǎn):(1)本實(shí)用新型裝置基于噴涂法可規(guī)?;苽涫┗∧?。(2)本實(shí)用新型裝置可采用自動(dòng)控制系統(tǒng),更加便利,智能的快速自動(dòng)化制備石墨烯基薄膜。(3)本實(shí)用新型裝置采用的加熱系統(tǒng),更加有利于溶劑揮發(fā),可加快石墨烯薄膜的制備。附圖說(shuō)明圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式如圖1,本實(shí)用新型包括氣泵1、噴槍2、移動(dòng)架3、目標(biāo)基板4和加熱臺(tái)5,噴槍2設(shè)置在移動(dòng)架3上,氣泵1連接噴槍2,噴槍2的噴嘴朝向目標(biāo)基板4,目標(biāo)基板4設(shè)置在加熱臺(tái)5上。加熱臺(tái)5還設(shè)有滾輪裝置6,可設(shè)置在兩側(cè)或底部,用于石墨烯基薄膜的傳送,以實(shí)現(xiàn)連續(xù)化制備。本實(shí)用新型的工作原理是用噴槍將石墨烯分散溶劑噴涂到預(yù)熱的目標(biāo)基板上,溶劑揮發(fā)后得到石墨烯薄膜的過(guò)程。噴槍的作用是霧化分散溶劑,形成小液滴,使用加熱臺(tái)預(yù)熱目標(biāo)基底保證液滴沉積到目標(biāo)基板上后,溶劑能迅速蒸發(fā),避免石墨烯片的團(tuán)聚,最終形成石墨烯基薄膜。下面通過(guò)2個(gè)實(shí)施例說(shuō)明本實(shí)用新型的工作。實(shí)施例一:將石墨烯分散在N-N二甲基乙酰胺中,制備得石墨烯的分散溶液。將分散溶液加入到噴槍中,目標(biāo)基板采用玻璃基板,在氣泵的推動(dòng)下將石墨烯溶液噴涂到預(yù)先加熱到200度的玻璃基板上,噴槍在自動(dòng)移動(dòng)架的帶動(dòng)下來(lái)回移動(dòng)進(jìn)行噴涂,在加熱臺(tái)的滾輪的帶動(dòng)下,玻璃基板不斷向前推動(dòng),實(shí)現(xiàn)連續(xù)制備,最終在玻璃基板上制備得到大面積的石墨烯透明導(dǎo)電薄膜。實(shí)施例二:制備氧化石墨烯水性分散液,加入到噴槍中,目標(biāo)基板采用濾紙,在氣泵的推動(dòng)下將氧化石墨烯溶液噴涂到預(yù)先加熱到70度的濾紙上,噴槍在自動(dòng)移動(dòng)架的帶動(dòng)下來(lái)回移動(dòng)進(jìn)行噴涂,在加熱臺(tái)的滾輪的帶動(dòng)下,濾紙不斷向前推動(dòng),實(shí)現(xiàn)連續(xù)制備,最終在以濾紙上制備了吸光率為94%的氧化石墨烯薄膜。