分散装置和石墨烯材料生产系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种分散装置和石墨烯材料生产系统。该分散装置包括：超声发生机构、分散室和搅拌机构；所述超声发生机构的超声波振板与所述分散室的外表面相接触；所述分散室设置有分散腔，所述搅拌机构的搅拌杆延伸入所述分散腔内。将该分散装置应用于石墨烯材料的制备，有助于提高固体物料在液体介质中分散的均匀性，也有助于物料反应完全，进而提高产品品质的均一性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及化工领域，特别涉及一种分散装置和石墨烯材料生产系统。
技术介绍
石墨烯材料是一种二维材料，其优异的物理和结构特性使其在电子、传感和光电器件等多领域表现出非凡的应用潜力。现有的石墨烯材料大多采用氧化还原法制备。氧化还原法制备石墨烯材料具有操作简单，产物可加工性好等优点，但是产品的性能稳定性差。
技术实现思路
本技术人发现在石墨烯材料制备过程中，影响产品性能稳定性的主要原因在于，在制备过程中原料分散的均匀性不佳，导致后续的反应中，物料反应不完全或者反应失控。以制备石墨烯为例，需要先将石墨进行预处理，即将石墨-无机强质子酸体系进行分散，将强酸小分子插入石墨层问；再用强氧化剂(如KMnO4、KClO4等)对其进行插层氧化，得到氧化石墨；而后再将氧化石墨烯进行分散得到氧化石墨烯，最后进一步将氧化石墨烯还原得到石墨烯。由此可知，石墨烯材料在制备过程中需要多次使用到分散技术，对于固-液系的分散，现有技术通常采用超声装置。采用超声装置对物料进行分散主要是利用超声波对液体中的超声空化作用。具体而言，超声波在液体中传播时，由于液体微粒的剧烈振动，会在液体内部产生小孔洞，这些小空洞迅速胀大和闭合，会使液体微粒之间发生猛烈的撞击作用，从而产几千到上万个大气压的压强。微粒间这种剧烈的相互作用，会使液体的温度骤然升高，起到了很好的搅拌作用，使固液更加充分的混合。采用超声装置进行分散有助于拉大石墨原料的层间距，以便进行后续的插层反应。但是，超声分散装置的使用具有一定的局限性，即其对粘稠的物料的分散效果不佳。粘稠的物料液体含量低，对于超声波的传递效果不佳，由此使得分散效果不均匀；对于一些反应，如插层反应而言，这会造成生物料反应不完全。更为严重的是，由于粘稠物料的热传导能力差，加之超声波会使液体温度骤然升高，使得反应热以及超声波产生的热量集中在物料的一个面上，造成局部过热，使反应失控，甚至产生安全隐患。而在石墨烯材料制备过程中，固-液体系原料往往粘稠度较高，由此造成物料反应物不完全甚至反应失控，影响产品的品质。有鉴于此，本技术提出一种分散装置和石墨烯材料生产系统。本技术提供一种分散装置，包括：超声发生机构、分散室和搅拌机构；所述超声发生机构的超声波振板与所述分散室的外表面相接触；所述分散室设置有分散腔，所述搅拌机构的搅拌杆延伸入所述分散腔内。进一步地，还包括支架，所述支架包括支撑主体部和滚轮；所述支撑主体部用于支撑所述超声发生装置和分散室；所述滚轮设置于所述支撑主体部的底部。进一步地，还包括升降机构，所述升降机构设置的升降端与所述搅拌机构相连。进一步地，还包括温度检测装置， 所述温度检测装置的检测端延伸入所述分散腔内。进一步地，所述分散室包括外壳和内室；所述外壳为金属外壳；所述内室形成有所述分散腔，所述内室的内表面形成有耐腐蚀层；所述外壳与所述内室之间形成有用于容纳用于超声波传导液体介质的介质区域。进一步地，还包括调温盘管；所述调温盘管设置于所述内室的外围；所述调温盘管用于容纳调温液体。进一步地，还包括第一调温机构和/或第二调温机构；所述第一调温机构包括：第一储液部，用于盛放所述超声波传导液体，所述第一储液部与所述介质区域连通；第一调温部，与所述第一储液部相连，用于对所述第一储液部内的超声波传导液体进行加热或制冷。所述第二调温机构包括：第二储液部，用于盛放调温液体，所述第二储液部与所述调温盘管连通；第二调温部，与所述第二储液部相连，用于对所述第二储液部内的调温液体进行加热或制冷。进一步地，还包括温度控制系统，所述温度控制系统包括：温度接收单元单元，用于接收所述温度检测装置发送的温度数据；处理单元，用于根据所述温度数据控制所述第一调温部和/或第二调温部的工作状态。进一步地，所述分散室还包括保温层，所述保温层套设于所述外壳外围。本技术还提供一种石墨烯材料生产系统，其设置有上述任意一项所述的分散装置。本技术提供一种分散装置，该分散装置设置有超声发生机构、分散室和搅拌机构。该分散装置能够同时对分散室的分散腔内的物料进行超声搅拌和机械搅拌，在分散过程中，搅拌机构施加的机械搅拌力有助于加速物料的流动，以促进超声波的传递，尤其是对于粘稠的物料，有助于提高超声波与物料充分接触，进而提高物料分散的均匀性，由此也避免了物料局部过热造成的反应失控等情况。因此，本技术提供的分散装置使用范围广，对于多种物料，尤其是粘稠的固-液系物料也具有均匀的分散效果，使用安全性高。将其应用于石墨烯材料的制备，有助于提高固体物料在液体介质中分散的均匀性，也有助于物料反应完全，进而提高产品品质的均一性。附图说明构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1为本技术实施例一提供的分散装置的结构示意图；图2为本技术实施例二提供的分散装置的结构示意图；图3为本技术另一优选实施例提供的分散装置的结构示意图；图4为本技术另一优选实施例提供的分散装置中温度控制系统部分的结构示意图；图5为本技术实施例三提供的分散装置的结构示意图；图6为本技术实施例三提供的分散装置的另一视角的结构示意图。附图标记说明： 1超声波振板1a进口1b出口1c泄口2分散室21外壳22内室23介质区域24保温层3搅拌杆4温度检测装置5调温盘管5a进液口5b出液口61第一储液部62第一调温部71第二储液部72第二调温部8支架81支撑主体部82滚轮9升降机构91升降端10进料管11轴向限位机构12上盖100温度控制系统101温度接收单元102处理单元具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。本技术提供一种分散装置，该装置对物料具有均匀的分散效果，尤其是粘稠的固-液系的分散。该分散装置特别适用于对石墨烯材料原料体系进行分散，或继续进行插层反应。请参见图1，该图示出了本技术实施例一提供的分散装置的结构，该分散装置包括超声发生机构、分散室2和搅拌机构；超声发生机构的超声波振板1与分散室2的外表面相接触；分散室2设置有分散腔，搅拌机构的搅拌杆3延伸入该分散腔内。本技术实施例提供的分散装置中，分散室2设置有分散腔，用于盛放物料；例如，对于制备石墨烯材料而言，在对石墨原料进行预处理的过程中，可以用于盛放石墨-无机强质子酸物料体系；在对预处理过石墨进行插层氧化的过程中，可以用于盛放石墨-强化剂溶液体系；在对氧化石墨进行分散剥离的过程中，可以用于盛放氧化石墨烯-水体系。超声发生机构用于产生超声波，其超声波振板1通过与分散室2的外表面接触，将超声波传递入分散腔内，以对分散腔内的物料进行超声分散。该超声发生机构的结构可以与现有技术相同。对于超声波振板1的个数，本领域技术人员可以结合具体工况进行选择。同时，本技术实施例提供的分散装置还包括有搅拌机构，该搅拌机构的搅拌杆3延伸入搅拌腔内，对搅拌腔内的物料进行机械搅拌。由此可知，该分散装置能够同时进行超声搅拌和机械搅拌，在分散过程中，搅拌机构施加的机械搅拌力有助于加速物料的流动，以促进超声波的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分散装置，其特征在于，包括：超声发生机构、分散室（2）和搅拌机构；所述超声发生机构的超声波振板（1）与所述分散室（2）的外表面相接触；所述分散室（2）设置有分散腔，所述搅拌机构的搅拌杆（3）延伸入所述分散腔内。

【技术特征摘要】
1.一种分散装置，其特征在于，包括：超声发生机构、分散室（2）和搅拌机构；所述超声发生机构的超声波振板（1）与所述分散室（2）的外表面相接触；所述分散室（2）设置有分散腔，所述搅拌机构的搅拌杆（3）延伸入所述分散腔内。2.根据权利要求1所述的分散装置，其特征在于，还包括支架（8），所述支架（8）包括支撑主体部（81）和滚轮（82）；所述支撑主体部（81）用于支撑所述超声发生装置和分散室（2）；所述滚轮（82）设置于所述支撑主体部（81）的底部。3.根据权利要求1所述的分散装置，其特征在于，还包括升降机构（9），所述升降机构（9）设置的升降端（91）与所述搅拌机构相连。4.根据权利要求1所述的分散装置，其特征在于，还包括温度检测装置（4）， 所述温度检测装置（4）的检测端延伸入所述分散腔内。5.根据权利要求1至4任意一项所述的分散装置，其特征在于，所述分散室（2）包括外壳（21）和内室（22）；所述外壳（21）为金属外壳；所述内室（22）形成有所述分散腔，所述内室（22）的内表面形成有耐腐蚀层；所述外壳（21）与所述内室（22）之间形成有用于容纳用于超声波传导液体介质的介质区域（23）。6.根据权利要求5所述的分散装置，其特征在于，还包括调温盘管（5）；所述调温盘管（5）设置于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张麟德，
申请(专利权)人：张麟德，
类型：新型
国别省市：广东;44