本實(shí)用新型涉及制備石墨烯技術(shù)，特別是一種電氧化法制備多層氧化石墨烯的裝置。

背景技術(shù)：

石墨烯具有高比表面積、高導(dǎo)電性、高機(jī)械強(qiáng)度、易于修飾的優(yōu)點(diǎn)，而今作為信息時(shí)代，石墨烯作為電路常用的新型材料，需求量也日益劇增。

以往用于制備石墨烯的裝置，可采用機(jī)械剝離的手段制備，此方法有操作簡(jiǎn)單、純度高的有點(diǎn)，但是費(fèi)時(shí)、產(chǎn)率低下的缺點(diǎn)也非常明顯，不適于大批量生產(chǎn)。而采用化學(xué)反應(yīng)制備石墨烯，理論上可以加快生產(chǎn)效率，但是沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的機(jī)器，利用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)制備出來(lái)的石墨烯純度不高，并且沒(méi)有對(duì)粗制備的石墨烯進(jìn)一步處理，使得制成的石墨烯比較質(zhì)量較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種電氧化法高效、高純度地制備多層氧化石墨烯的裝置。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：

一種電氧化法制備多層氧化石墨烯的裝置，包括一支撐架、用于放置電解液的鈦盒、設(shè)置在支撐架上若干個(gè)用于夾持石墨紙且將石墨紙浸入電解液中的夾子、電位儀、用于對(duì)電解液加熱以及對(duì)石墨烯超聲波處理的恒溫超聲儀，該電位儀的正極分別與若干個(gè)夾子電性并聯(lián)，該電位儀的負(fù)極與鈦盒電性連接。

所述恒溫超聲儀包括用于放置鈦盒的水浴槽，以及設(shè)置在水浴槽中的加熱部件、溫度傳感器、超聲波發(fā)生器，該主控模塊分別與加熱部件、溫度傳感器、超聲波發(fā)生器電性連接。

所述水浴槽上設(shè)置有用于支撐鈦盒的腳架。

所述支撐架包括立架、設(shè)置在立架上的橫架以及設(shè)置在橫架上的吊架，所述夾子設(shè)置在吊架上且?jiàn)A子垂直朝下。

本實(shí)用新型的有益效果：

本實(shí)用新型制備石墨烯的裝置，支撐架上設(shè)置若干個(gè)夾子，每個(gè)夾子夾持一塊石墨紙，一次性可處理多張石墨紙，可提高生產(chǎn)石墨烯的產(chǎn)能，采用鈦盒放置電解液，夾子夾持石墨紙浸入電解液中，恒溫超聲儀對(duì)電解液進(jìn)行加熱，電位儀的正極連接連通石墨紙的夾子，電位儀的負(fù)極連接鈦盒，施加合適的電壓，電氧化反應(yīng)就會(huì)進(jìn)行，石墨紙出現(xiàn)氧化，其中，鈦的性質(zhì)比較穩(wěn)定，不被電解質(zhì)腐蝕，并且使用盒式結(jié)構(gòu)，增大了負(fù)極的較大的表面積，從而提高電氧化時(shí)的均一性，使得反應(yīng)更加均勻。

恒溫超聲儀采用水浴的方式對(duì)鈦盒加熱，水浴的方式容易控制溫度，有利于電氧化過(guò)程穩(wěn)定進(jìn)行。

在電氧化過(guò)程后，可利用超聲波發(fā)生器對(duì)粗制備的石墨烯進(jìn)行剝離處理，產(chǎn)生高純度、高質(zhì)量的石墨烯。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式做進(jìn)一步的說(shuō)明。

圖1是本實(shí)用新型制備氧化石墨烯裝置的示意圖。

圖2是本實(shí)用新型制備氧化石墨烯裝置的控制原理圖。

具體實(shí)施方式

如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型制備氧化石墨烯的裝置，采用電氧化的方式，本裝置包括一支撐架1、用于放置電解液21的鈦盒2、設(shè)置在支撐架1上若干個(gè)用于夾持石墨紙3且將石墨紙3浸入電解液21中的夾子4、電位儀5、用于對(duì)電解液21加熱以及對(duì)粗制備的石墨烯超聲波處理的恒溫超聲儀6，該電位儀5的正極分別與若干個(gè)夾子4電性并聯(lián)，該電位儀5的負(fù)極與鈦盒2電性連接，此處的電解液可采用硫酸或者硝酸，并且加入高錳酸鉀作為催化，同時(shí)，水浴槽61上設(shè)置有用于支撐鈦盒2的腳架611。

其中，支撐架1包括立架11、設(shè)置在立架11上的橫架12以及設(shè)置在橫架12上的吊架13，恒溫超聲儀6及鈦盒2放置在吊架13的下方，夾子4設(shè)置在吊架13上，本設(shè)計(jì)的優(yōu)選實(shí)施例中夾子4垂直朝下，夾子4夾持的石墨紙3也相應(yīng)垂直朝下，使得電氧化過(guò)程更加均勻。

本設(shè)計(jì)支撐架1上設(shè)置若干個(gè)夾子4，每個(gè)夾子4夾持一塊石墨紙3，可一次性處理多張石墨紙3，可提高生產(chǎn)石墨烯的產(chǎn)能。本設(shè)計(jì)采用鈦盒2放置電解液，夾子4夾持石墨紙3浸入電解液21中，恒溫超聲儀6對(duì)電解液21進(jìn)行加熱，電位儀5的正極連接連通石墨紙3的夾子，電位儀5的負(fù)極連接鈦盒2，施加合適的電壓，電氧化反應(yīng)就會(huì)進(jìn)行，石墨紙3表面被氧化并膨脹，逐漸破裂剝離成氧化石墨烯，其中，鈦的性質(zhì)比較穩(wěn)定，不被電解質(zhì)腐蝕，并且使用盒式結(jié)構(gòu)，增大了負(fù)極的較大的表面積，從而提高電氧化時(shí)的均一性，使得反應(yīng)更加均勻。

本設(shè)計(jì)的恒溫超聲儀6包括用于放置鈦盒2的水浴槽61、主控模塊62，以及設(shè)置在水浴槽61中的加熱部件63、溫度傳感器64、超聲波發(fā)生器65，該主控模塊62分別與加熱部件63、溫度傳感器64、超聲波發(fā)生器65電性連接，本恒溫超聲儀6采用水浴的方式對(duì)鈦盒2加熱，水浴槽61中會(huì)盛放水612，此處的主控模塊62內(nèi)包括主控芯片（如CPU、MCU）、A/D轉(zhuǎn)換電路以及驅(qū)動(dòng)加熱部件63、超聲波發(fā)生器65運(yùn)作的驅(qū)動(dòng)電路，還包括對(duì)恒溫超聲儀6控制的按鍵模塊，用戶(hù)可通過(guò)按鍵模塊對(duì)加熱溫度、超聲波進(jìn)行設(shè)定，加熱部件63可以是PTC加熱片，也可以直接與超聲波發(fā)生器65結(jié)合，采用超聲波與熱電偶加熱的方式，溫度傳感器64對(duì)水浴槽61內(nèi)的水612進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)將溫度數(shù)據(jù)反饋到主控模塊62,主控模塊62控制加熱部件63啟止，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的溫度控制。

恒溫超聲儀6采用水浴的方式加熱，水浴的方式容易控制溫度，有利于電氧化過(guò)程穩(wěn)定進(jìn)行，在電氧化過(guò)程后，利用超聲波發(fā)生器65對(duì)粗制備的石墨烯進(jìn)行振動(dòng)剝離處理，產(chǎn)生高純度、高質(zhì)量的石墨烯。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)先實(shí)施方式，本實(shí)用新型并不限定于上述實(shí)施方式，只要以基本相同手段實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。