一种纳米石墨溶胶制备装置及制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及纳米石墨溶胶制备领域，公开了一种纳米石墨溶胶制备装置，其包括电解槽，冲洗管和限位盖板，电解槽包括槽体，沿槽体的宽度方向间隔设有多个石墨支架，每相邻两个石墨支架之间设有多组一一对应的支撑开口槽，每组支撑开口槽之间用于放置一石墨板，每片石墨板的其中一对对角分别支撑在一组支撑开口槽中，限位盖板呈条状，限位盖板的底面沿其长度方向间隔设有多个卡槽，限位盖板用于设于石墨板的上方，通过卡槽将多片石墨板之间一一隔开，冲洗管沿槽体的内侧壁设置，并沿槽体的底面延伸。本发明专利技术还公开了一种制备方法。本发明专利技术能够解决纳米石墨溶胶在制备过程中易团聚，制备纳米石墨溶胶用时短，杂质离子少，粒径小，浓度高，稳定性好。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米石墨溶胶制备装置及制备方法
本专利技术涉及纳米石墨溶胶制备
，特别是涉及一种纳米石墨溶胶制备装置及制备方法。
技术介绍
纳米材料的制备和应用技术，成为二十一世纪材料研究的一项新内容。大量研究表明，碳处于纳米尺度范围时，具有许多常规尺寸碳材料所不具有的特殊性能。其广泛应用于电发热材料、电池制造业、磁性记录材料、农业、航空、航天等领域，用途十分广泛，是纳米材料研究中的亮点。但是，由于碳是处于半金属状态的元素，在纳米状态时具有强烈的选择吸附性，且带有负电性，极易发生团聚，使纳米碳的制造十分困难。现有生产纳米石墨溶胶的设备，纳米石墨溶胶会在负极板上堆积团聚，产生大量类似淤泥状的沉淀，直接影响到了溶胶浓度的提高，这种电极上的团聚堆积碳颗粒会形成很厚的势垒层，不但阻碍纳米石墨碳生成，而且团聚碳颗粒都在微米级，脱落后会在电解槽底部形成沉积，造成电极短路，并且清理十分困难，需将整套生产设备完全拆解露出箱底才能清理干净，严重影响设备的使用寿命和出产溶胶的质量。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。本专利技术的目的是提供一种纳米石墨溶胶制备装置及制备方法，以解决纳米石墨溶胶在制备过程中易团聚，特别是电极上的团聚，分散难的问题，得到的溶胶浓度高，稳定性、粒径均匀性好。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种纳米石墨溶胶制备装置，其包括电解槽，冲洗管和限位盖板，所述电解槽包括槽体，沿所述槽体的宽度方向间隔设有多个石墨支架，每相邻两个所述石墨支架之间设有多组一一对应的支撑开口槽，每组所述支撑开口槽之间用于放置一石墨板，每片所述石墨板的其中一对对角分别支撑在一组所述支撑开口槽中，所述限位盖板呈条状，所述限位盖板的底面沿其长度方向间隔设有多个卡槽，所述限位盖板用于设于所述石墨板的上方，通过所述卡槽将多片所述石墨板之间一一隔开，所述冲洗管沿所述槽体的内侧壁设置，并弯折沿所述槽体的底面延伸。其中，所述支撑开口槽沿所述石墨支架的长度方向成排间隔设置，所述支撑开口槽的宽度与所述石墨板的厚度相匹配，相邻两个所述支撑开口槽之间的间距限定出相邻两片所述石墨板之间的间距。其中，所述支撑开口槽的槽底面呈从内向外向下倾斜设置，且所述槽底面的倾斜角度和与所述槽底面接触的所述石墨板的斜边倾斜角度一致。其中，所述石墨板呈方形，所述限位盖板用于盖设在所述石墨板的顶角上，所述卡槽的横截面呈与所述石墨板的顶角相匹配的三角形；所述石墨板的底角与所述槽体的底部之间留有间距。其中，所述石墨支架的两端通过支撑杆支撑在所述槽体中，所述支撑杆的顶端设有夹持所述石墨支架的定位槽，所述支撑杆贴设于所述槽体的宽度方向的相对两侧。其中，所述冲洗管包括多组，多组所述冲洗管沿所述槽体的长度方向间隔设置，每组所述冲洗管包括竖直段和水平段，所述竖直段和水平段通过弯管接头连接，所述水平段沿所述槽体的底部宽度方向设置，所述水平段的管壁分布有若干出水孔，且所述出水孔水平向下倾斜；所述冲洗管用于向所述槽体中放入电解液或向所述槽体提供需要清洗的冲洗水。其中，所述槽体的底部构造成四周向中部逐渐倾斜向下设置，且在槽底中部设有排放口。其中，还包括用于与所述石墨板电连接的脉冲频率发生装置，所述槽体中的所有石墨板作为电极交替与所述脉冲频率发生装置的正负极连接，所述脉冲频率发生装置包括正脉冲波形发生电路和负偏压发生电路，所述正脉冲波形发生电路和负偏压发生电路的正负极分别对应与正电极的所述石墨板和负电极的所述石墨板连接。本专利技术还提供一种纳米石墨溶胶的制备方法，其包括如下步骤：选取多片高纯的石墨板，多片所述石墨板平行设置，且每片所述石墨板以其中一条对角线水平安装在电解槽中，所述石墨板的底角与电解槽的槽底之间留有间距；从顶部将多片所述石墨板之间的位置限定；向所述电解槽中加入纯净水，并加入电解质，混合制备而成电解质水溶液，电解质的质量浓度为电解质水溶液总质量的0.05-0.1％；分别将所述石墨板交替连接到电源的正负极；向所述石墨板形成的正极和负极输出正脉冲形成电路和负偏压形成电路；每间隔2-24小时将电源的正极和负极调换一次；3-10天得到浓度为1.5-15‰，粒径为2-10nm的纳米石墨溶胶。其中，高纯的所述石墨板的纯度为99.9％，所述正脉冲形成电路和负偏压形成电路为两个单独电路，输出频率为50-100Hz，输出电流为10-160A，输出电压为15-30V，负电压为1-3V，负电压脉冲宽度100-1000ns。其中，所述电解质是将石墨粉与高锰酸钾、高氯酸、双氧水或浓硫酸中的一种或多种按质量比2：5混合制备而成。(三)有益效果与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：本专利技术提供的一种纳米石墨溶胶制备装置，包括电解槽，冲洗管和限位盖板，所述电解槽包括槽体，沿所述槽体的宽度方向间隔设有多个石墨支架，每相邻两个所述石墨支架之间设有多组一一对应的支撑开口槽，每组所述支撑开口槽之间用于放置一石墨板，使得石墨板之间平行放置，每片所述石墨板的其中一对对角分别支撑在一组所述支撑开口槽中，在使用过程中，石墨板只有顶角部分外露于槽体的电解液外，从而能够使得石墨板最大面积地溶于电解液中，实现石墨板的最大化利用，材料利用率高；石墨支架用于承载石墨板的重量，同时使石墨板距离槽体的底部一定距离，控制石墨板电极之间的间距，避免石墨板电极靠到一起导致电解过程中短路；所述限位盖板的底面沿其长度方向间隔设有多个卡槽，所述限位盖板用于设于所述石墨板的上方，通过所述卡槽将多片所述石墨板之间一一隔开，以限制石墨板晃动，避免石墨板电极接触造成短路，所述冲洗管沿所述槽体的内侧壁设置，并弯折沿所述槽体的底面延伸，用于在每个反应周期开始时加入电解液，同时可以对槽体底部进行定时的冲刷，清洗槽体底部。通过设置与所述石墨板电连接的脉冲频率发生装置，所述槽体中的所有石墨板作为电极交替与所述脉冲频率发生装置的正负极连接，避免石墨颗粒间堆积而造成短路，所述脉冲频率发生装置包括正脉冲波形发生电路和负偏压发生电路，所述正脉冲波形发生电路和负偏压发生电路的正负极分别对应与正电极的所述石墨板和负电极的所述石墨板连接，通过设置不同峰值的脉冲波形，比单一波形冲击力更大，同时负偏压多脉冲的波形，可通过脉冲有效去除负极碳纳米颗粒团聚，提高碳纳米颗粒的溶出率；成功解决了纳米石墨溶胶在制备过程中易团聚，特别是电极上的团聚，分散难的问题，得到的溶胶浓度高，表面修饰效果好，稳定性、粒径均匀性好。本专利技术纳米石墨溶胶的制备方法，工艺简单，环保、节能、生产成本低，没有工业排放，纳米石墨溶胶产出率高，适合于工业化大规模生产，解决了电极上的团聚堆积问题，有效地提高了出产效率和出产溶胶的浓度，加之解决了反应体系发热用电效率低的问题，用电量可节省25-40％，使该材料的生产成本下降30％左右。本专利技术的方法制备纳米石墨溶胶用时短，杂质离子少，粒径小，浓度高，稳定性好，长时间存放不团聚不沉淀，可用去离子水任意稀释。附图说明图1为本专利技术实施例一种纳米石墨溶胶制备装置的立体图；图2为本专利技术实施例一种纳米石墨溶胶制备装置的俯视图；图3为图2中的A-A剖视图；图4为图2中的B-B剖视图；图5为本专利技术实施例中脉冲频率发生装置的电路组成图；图6为本专利技术实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米石墨溶胶制备装置，其特征在于，包括电解槽，冲洗管和限位盖板，所述电解槽包括槽体，沿所述槽体的宽度方向间隔设有多个石墨支架，每相邻两个所述石墨支架之间设有多组一一对应的支撑开口槽，每组所述支撑开口槽之间用于放置一石墨板，每片所述石墨板的其中一对对角分别支撑在一组所述支撑开口槽中，所述限位盖板呈条状，所述限位盖板的底面沿其长度方向间隔设有多个卡槽，所述限位盖板用于设于所述石墨板的上方，通过所述卡槽将多片所述石墨板之间一一隔开，所述冲洗管沿所述槽体的内侧壁设置，并弯折沿所述槽体的底面延伸。

【技术特征摘要】
1.一种纳米石墨溶胶制备装置，其特征在于，包括电解槽，冲洗管和限位盖板，所述电解槽包括槽体，沿所述槽体的宽度方向间隔设有多个石墨支架，每相邻两个所述石墨支架之间设有多组一一对应的支撑开口槽，每组所述支撑开口槽之间用于放置一石墨板，每片所述石墨板的其中一对对角分别支撑在一组所述支撑开口槽中，所述限位盖板呈条状，所述限位盖板的底面沿其长度方向间隔设有多个卡槽，所述限位盖板用于设于所述石墨板的上方，通过所述卡槽将多片所述石墨板之间一一隔开，所述冲洗管沿所述槽体的内侧壁设置，并弯折沿所述槽体的底面延伸。2.根据权利要求1所述的纳米石墨溶胶制备装置，其特征在于，所述支撑开口槽沿所述石墨支架的长度方向成排间隔设置，所述支撑开口槽的宽度与所述石墨板的厚度相匹配，相邻两个所述支撑开口槽之间的间距限定出相邻两片所述石墨板之间的间距。3.根据权利要求1所述的纳米石墨溶胶制备装置，其特征在于，所述支撑开口槽的槽底面呈从内向外向下倾斜设置，且所述槽底面的倾斜角度和与所述槽底面接触的所述石墨板的斜边倾斜角度一致。4.根据权利要求1所述的纳米石墨溶胶制备装置，其特征在于，所述石墨板呈方形，所述限位盖板用于盖设在所述石墨板的顶角上，所述卡槽的横截面呈与所述石墨板的顶角相匹配的三角形；所述石墨板的底角与所述槽体的底部之间留有间距。5.根据权利要求1所述的纳米石墨溶胶制备装置，其特征在于，所述石墨支架的两端通过支撑杆支撑在所述槽体中，所述支撑杆的顶端设有夹持所述石墨支架的定位槽，所述支撑杆贴设于所述槽体的宽度方向的相对两侧。6.根据权利要求1所述的纳米石墨溶胶制备装置，其特征在于，所述冲洗管包括多组，多组所述冲洗管沿所述槽体的长度方向间隔设置，每组所述冲洗管包括竖直段和水平段，所述竖直段和水平段通过弯管接头连接，所述水平段沿所述槽体的底部宽度方向设置，所述水平段的管壁分布有若干出水孔，且所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹明辉，
申请(专利权)人：曹明辉，
类型：发明
国别省市：北京,11