一種水溶性生物功能化氧化石墨烯制備系統(tǒng)及工藝方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種水溶性生物功能化氧化石墨烯制備系統(tǒng)及工藝方法，包括攪拌釜（1）、PH調(diào)節(jié)貯罐（12）、氨基酸貯罐（13）、去離子水貯罐（14），所述PH調(diào)節(jié)貯罐（12）、氨基酸貯罐（13）、去離子水貯罐（14）位于所述攪拌釜（1）的上游，并分別通過管道與該攪拌釜（1）相連；所述攪拌釜（1）的頂部設(shè)有投料口（3）、取樣口（4），該攪拌釜（1）的內(nèi)腔中有攪拌器（2）；還包括投料器（5），該投料器（5）的一端與所述投料口（3）的內(nèi)徑相適配并可插入該投料口（3）中，該投料器（5）的另一端口為方形喇叭口。本發(fā)明可應(yīng)用于石墨烯深精加工領(lǐng)域。
【專利說明】
一種水溶性生物功能化氧化石墨烯制備系統(tǒng)及工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于導(dǎo)電材料領(lǐng)域，特別涉及石墨烯制備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]石墨稀(Graphene)是一種二維碳材料，是單層石墨稀、雙層石墨稀和多層石墨稀的統(tǒng)稱，于2004年問世，英國曼徹斯特大學(xué)的兩位科學(xué)家安德烈.杰姆和克斯特亞.諾沃消洛夫發(fā)現(xiàn)他們能用一種非常簡單的方法得到越來越薄的石墨薄片。因此，兩人在2010年獲得諾貝爾物理學(xué)獎。
[0003]石墨烯具有二維晶體結(jié)構(gòu)特殊、質(zhì)量輕且比表面積大等優(yōu)點，不僅擁有優(yōu)異的電學(xué)性能、導(dǎo)熱性能和機械強度，而且還具有一些獨特的性能，如量子霍爾效應(yīng)和量子隧穿效應(yīng)等。石墨烯的重要用途之一是可以用來制備高性能的納米復(fù)合材料，但石墨烯既不親水也不親油，加之化學(xué)反應(yīng)惰性都阻礙了它的應(yīng)用.因而制備可穩(wěn)定分散于某種溶液中的石墨烯將大大促進(jìn)其應(yīng)用與發(fā)展。目前，利用各種方法所制備的氧化石墨烯雖有一定的水溶解性和溶劑溶解性，但遠(yuǎn)未達(dá)到應(yīng)用要求，且長期穩(wěn)定性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:為了解決上述問題，本發(fā)明的第一個目的是提供一種具有生物功能的氧化石墨烯的水溶性分散液的制備系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的第二個目的是提供一種具有生物功能的氧化石墨烯的水溶性分散液的制備工藝方法。
[0006]技術(shù)方案:本發(fā)明提供一種水溶性生物功能化氧化石墨烯制備系統(tǒng)，包括攪拌釜
(1)、PH調(diào)節(jié)貯罐(12)、氨基酸貯罐(13)、去離子水貯罐(14)，所述PH調(diào)節(jié)貯罐(12)、氨基酸貯罐(13)、去離子水貯罐(14)位于所述攪拌釜(I)的上游，并分別通過管道與該攪拌釜(I)相連;所述攪拌釜(I)的頂部設(shè)有投料口( 3)、取樣口(4)，該攪拌釜(I)的內(nèi)腔中有攪拌器
(2);還包括投料器(5)，該投料器(5)的一端與所述投料口(3)的內(nèi)徑相適配并可插入該投料口( 3 )中，該投料器(5 )的另一端口為方形喇叭口，當(dāng)所述投料器(5 )插入該投料口( 3 )時，所述方形喇叭口的一面與水平面夾角為0° ;所述方形喇叭口的相鄰兩面的接縫處有滑槽，還包括滑板(7)，該滑板(7)的一端為彎邊(8)，與該彎邊(8)相鄰的兩邊設(shè)有側(cè)檔邊(9);還包括超聲控制裝置(10)，該超聲控制裝置(10)包括超聲控制器(10)、超聲棒(11)，所述超聲棒(11)的直徑小于所述取樣口( 4)的內(nèi)徑。
[0007]作為優(yōu)選，所述取樣口(4)有多個，且均勻間隔排列。
[0008]作為優(yōu)選，所述的超聲棒(11)設(shè)有溫度傳感器、PH傳感器。
[0009]—種采用上述的水溶性生物功能化氧化石墨烯制備系統(tǒng)的工藝方法，包括如下步驟:
I)分別將氨基酸貯罐中氨基酸、去離子水貯罐中去離子水滴加到攪拌釜(I)中，經(jīng)攪拌30分鐘，獲得透明溶液;氨基酸與去離子水的質(zhì)量比為1:100?1:10。
[0010]2)在上述透明溶液中通過投料口(3)加入氧化石墨烯，攪拌30分鐘，再開啟超聲裝置，所述超聲棒插入取樣口中，超聲60分鐘，并在攪拌超聲過程中將PH調(diào)節(jié)貯罐中滴加PH調(diào)節(jié)液，調(diào)節(jié)PH值為7.2-8.5,BP獲得水溶性氧化石墨烯分散液。
[0011]作為優(yōu)選，所述氨基酸是水溶性的極性氨基酸。
[0012]作為優(yōu)選，所述水溶性的極性氨基酸為精氨酸、賴氨酸、甘氨酸、明膠中的一種。
[0013]有益的效果:本發(fā)明的攪拌釜有投料口，在投氧化石墨烯時，投料器插入投料口，方形喇叭口的一面為水平狀，操作人員可將料放置于訪水平面上，滑板根據(jù)需要可伸長，側(cè)檔板與彎邊可防止所投料散落四周，可大大省卻人力，且確保投料量的精確度，確保產(chǎn)品質(zhì)量。采用多個取樣口，可根據(jù)需要插入多組超聲棒，快速高效均勻地完成超聲，在不進(jìn)行超聲工藝時，可通過取樣品進(jìn)行取樣，或測量攪拌釜中物料的PH值、溫度等參數(shù)，確保產(chǎn)品質(zhì)莖穩(wěn)走O
[0014]本發(fā)明制得的生物功能化的氧化石墨烯水溶液能穩(wěn)定存放，6個月之內(nèi)不出現(xiàn)沉淀。目前市售的的氧化石墨烯帶有羥基(-0H)和羧基(-C00H)等官能團(tuán)。在此基礎(chǔ)上，將氧化石墨烯分散于氨基酸水溶液中，氨基酸中的氨基官能團(tuán)容易與氧化石墨烯上的羧基等形成雜化結(jié)構(gòu)，而氨基酸中大量的羧基所具備的親水性使氧化石墨烯均勻分散于水溶液中。這種具有生物功能的氧化石墨烯水溶液，可以廣泛應(yīng)用于生物支架材料、生物載體、催化劑載體、吸附劑和過濾器等。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)不意圖；
圖2為投料器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例
[0016]下面結(jié)合具體實施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
[0017]如圖1、圖2所示，一種水溶性生物功能化氧化石墨烯制備系統(tǒng)，包括攪拌釜1、PH調(diào)節(jié)貯罐12、氨基酸貯罐13、去離子水貯罐14，所述PH調(diào)節(jié)貯罐12、氨基酸貯罐13、去離子水貯罐14位于所述攪拌釜I的上游，并分別通過管道與該攪拌釜I相連;所述攪拌釜I的頂部設(shè)有投料口 3、取樣口 4，該攪拌釜I的內(nèi)腔中有攪拌器2;還包括投料器5，該投料器5的一端與所述投料口3的內(nèi)徑相適配并可插入該投料口3中，該投料器5的另一端口為方形喇叭口，當(dāng)所述投料器5插入該投料口 3時，所述方形喇叭口的一面與水平面夾角為0° ;所述方形喇叭口的相鄰兩面的接縫處有滑槽，還包括滑板7，該滑板7的一端為彎邊8，與該彎邊8相鄰的兩邊設(shè)有側(cè)檔邊9;還包括超聲控制裝置10，該超聲控制裝置10包括超聲控制器10、超聲棒11，所述超聲棒11的直徑小于所述取樣口 4的內(nèi)徑。所述取樣口 4有多個，且均勻間隔排列。所述的超聲棒11設(shè)有溫度傳感器、PH傳感器。
[0018]實施例1
I)分別將氨基酸貯罐13中的精氨酸、去離子水貯罐14中去離子水滴加到攪拌釜I中，經(jīng)攪拌30分鐘，獲得透明溶液;精氨酸與去離子水的質(zhì)量比為1:100。
[0019]2)在上述透明溶液中通過投料口3加入氧化石墨烯，攪拌30分鐘，再開啟超聲控制裝置10，所述超聲棒11插入取樣口4中，超聲60分鐘，并在攪拌超聲過程中將PH調(diào)節(jié)貯罐12中滴加PH調(diào)節(jié)液，調(diào)節(jié)pH值為7.2，即獲得水溶性氧化石墨烯分散液。
[0020]實施例2
I)分別將氨基酸貯罐13中賴氨酸、去離子水貯罐中14去離子水滴加到攪拌釜I中，經(jīng)攪拌30分鐘，獲得透明溶液;賴氨酸與去離子水的質(zhì)量比為1:10。
[0021]2)在上述透明溶液中通過投料口3加入氧化石墨烯，攪拌30分鐘，再開啟超聲控制裝置10，所述超聲棒11插入取樣口4中，超聲60分鐘，并在攪拌超聲過程中將PH調(diào)節(jié)貯罐中滴加PH調(diào)節(jié)液，調(diào)節(jié)pH值為8.5，即獲得水溶性氧化石墨烯分散液。
[0022]實施例3
I)分別將氨基酸貯罐13中甘氨酸、去離子水貯罐14中去離子水滴加到攪拌釜I中，經(jīng)攪拌30分鐘，獲得透明溶液;甘氨酸與去離子水的質(zhì)量比為I: 30。
[0023]2)在上述透明溶液中通過投料口3加入氧化石墨烯，攪拌30分鐘，再開啟超聲控制裝置10，所述超聲棒插入取樣口 11中，超聲60分鐘，并在攪拌超聲過程中將PH調(diào)節(jié)貯罐中滴加PH調(diào)節(jié)液，調(diào)節(jié)pH值為8.0，即獲得水溶性氧化石墨烯分散液。
[0024]實施例4
I)分別將氨基酸貯罐13中明膠、去離子水貯罐14中去離子水滴加到攪拌釜I中，經(jīng)攪拌30分鐘，獲得透明溶液；明膠與去離子水的質(zhì)量比為1:50。
[0025]2)在上述透明溶液中通過投料口(3)加入氧化石墨烯，攪拌30分鐘，再開啟超聲控制裝置10，所述超聲棒11插入取樣口中，超聲60分鐘，并在攪拌超聲過程中將PH調(diào)節(jié)貯罐中滴加PH調(diào)節(jié)液，調(diào)節(jié)pH值為7.5，即獲得水溶性氧化石墨烯分散液。
【主權(quán)項】
1.一種水溶性生物功能化氧化石墨烯制備系統(tǒng)，其特征在于:包括攪拌釜(I)、第一貯罐(12)、第二貯罐(13)、第三貯罐(14)，所述第一貯罐(12)、第二貯罐(13)、第三貯罐(14)位于所述攪拌釜(I)的上游，并分別通過管道與該攪拌釜(I)相連;所述攪拌釜(I)的頂部設(shè)有投料口( 3 )、取樣口( 4 )，該攪拌釜(I)的內(nèi)腔中有攪拌器(2 )；還包括投料器(5 )，該投料器(5)的一端與所述投料口(3)的內(nèi)徑相適配并可插入該投料口(3)中，該投料器(5)的另一端口為方形喇叭口，當(dāng)所述投料器(5 )插入該投料口( 3 )時，所述方形喇叭口的一面與水平面夾角為0°;所述方形喇叭口的相鄰兩面的接縫處有滑槽，還包括滑板(7)，該滑板(7)的一端為彎邊(8)，與該彎邊(8)相鄰的兩邊設(shè)有側(cè)檔邊(9);還包括超聲控制裝置(10)，該超聲控制裝置(1 )包括超聲控制器(1 )、超聲棒(11)，所述超聲棒(11)的直徑小于所述取樣口( 4 )的內(nèi)徑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水溶性生物功能化氧化石墨烯制備系統(tǒng)，其特征在于:所述取樣口(4)有多個，且均勻間隔排列。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水溶性生物功能化氧化石墨烯制備系統(tǒng)，其特征在于:所述的超聲棒(11)設(shè)有溫度傳感器。4.一種采用上述的水溶性生物功能化氧化石墨烯制備系統(tǒng)的工藝方法，包括如下步驟: O分別將氨基酸貯罐中氨基酸、去離子水貯罐中去離子水滴加到攪拌釜(I)中，經(jīng)攪拌30分鐘，獲得透明溶液;氨基酸與去離子水的質(zhì)量比為1:100?1:10; 2)在上述透明溶液中通過投料口(3)加入氧化石墨烯，攪拌30分鐘，再開啟超聲裝置，所述超聲棒插入取樣口中，超聲60分鐘，并在攪拌超聲過程中將PH調(diào)節(jié)貯罐中滴加PH調(diào)節(jié)液，調(diào)節(jié)PH值為7.2-8.5,BP獲得水溶性氧化石墨烯分散液。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水溶性生物功能化氧化石墨烯制備工藝方法，其特征在于:所述氨基酸是水溶性的極性氨基酸。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水溶性生物功能化氧化石墨烯制備工藝方法，其特征在于:所述水溶性的極性氨基酸為精氨酸、賴氨酸、甘氨酸、明膠中的一種。
【文檔編號】B01F11/02GK105903394SQ201610234038
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月16日
【發(fā)明人】錢永球, 陳小華, 錢錦春
【申請人】南通市金菱電器有限公司