制备石墨烯纤维的装置制造方法及图纸

提供制备石墨烯纤维的装置，包括壳体、收放丝组件及电压施加组件，收放丝组件包括放丝转轮和收丝转轮，分别通过支撑架固定连接于水平板的两端；电压施加组件包括第一电极和第二电极，第一电极和第二电极的一端分别连接有第一定滑轮和第二定滑轮，第一定滑轮和第二定滑轮的轴心与放丝转轮和收丝转轮的轴心位于同一水平线上，且第一定滑轮和第二定滑轮位于放丝转轮和收丝转轮之间；缠绕于收放丝组件上的纤维经放丝转轮和收丝转轮的转动与第一定滑轮和第二定滑轮的表面接触并连续经过，第一电极和第二电极对经过第一定滑轮和第二定滑轮表面的纤维施加电压得到石墨烯纤维。该装置可实现焦耳热闪蒸法快速、连续化制备石墨烯纤维，具有重要应用价值。具有重要应用价值。具有重要应用价值。

【技术实现步骤摘要】
制备石墨烯纤维的装置


[0001]本公开涉及材料生产设备领域，具体涉及一种制备石墨烯纤维的装置。

技术介绍

[0002]石墨烯纤维在一维方向上充分发挥了石墨烯高强度、高导电、高导热等特点，因而在智能纤维与织物、便携式电子器件、柔性储能器件等领域展现出广阔的应用前景。
[0003]传统制备石墨烯纤维的方法一般是基于氧化石墨烯(GO)的湿法纺丝法。但该方法后续需面临水洗、干燥、拉伸、化学还原或高温还原等过程，整体制备工艺复杂，持续高温还原耗能、成本高。化学气相沉积法(CVD)制备石墨烯纤维被认为是较便捷制备石墨烯纤维的方法，但其往往需要借助模板进行石墨烯生长(Dai,L.et al.Angew.Chem.Int.Ed.2015,54,14947.)。后续去除生长模板需经历刻蚀、转移等过程，使得石墨烯纤维不可避免出现褶皱、破损等现象，制备的石墨烯纤维性能较差，难以实现长距离纤维的连续制备。
[0004]轻质导线、电磁屏蔽、智能穿戴等应用领域往往要求所使用的纤维在具有优异的电学、热学、力学特性的同时，可实现低成本、批量化制备。因此，发展一种便捷有效的石墨烯纤维连续生产装置尤为重要。
[0005]需注意的是，前述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本技术的背景理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

[0006]本公开的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种制备石墨烯纤维的装置，以解决现有石墨烯纤维制备成本高、产品质量低、难以批量化生产等问题。
[0007]为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：
[0008]本公开提供一种制备石墨烯纤维的装置，包括：壳体、收放丝组件及电压施加组件，其中，壳体内设有水平板；收放丝组件设于水平板上，收放丝组件包括放丝转轮和收丝转轮，放丝转轮和收丝转轮分别通过支撑架固定连接于水平板的两端；电压施加组件设于水平板上，电压施加组件包括第一电极和第二电极，第一电极的一端连接有第一定滑轮，第二电极的一端连接有第二定滑轮，其中第一定滑轮和第二定滑轮的轴心与放丝转轮和收丝转轮的轴心位于同一水平线上，且第一定滑轮和第二定滑轮位于放丝转轮和收丝转轮之间；其中，缠绕于收放丝组件上的纤维经放丝转轮和收丝转轮的转动与第一定滑轮和第二定滑轮的表面接触并连续经过，第一电极和第二电极对经过第一定滑轮和第二定滑轮表面的纤维施加电压，得到石墨烯纤维。
[0009]根据本公开的一个实施方式，放丝转轮和收丝转轮的表面分别开设有凹槽。
[0010]根据本公开的一个实施方式，第一定滑轮和第二定滑轮的距离为0.5cm～20cm。
[0011]根据本公开的一个实施方式，壳体的两端分别设有进气口和出气口。
[0012]根据本公开的一个实施方式，装置连接有抽真空装置，以使壳体内部形成真空腔
体。
[0013]根据本公开的一个实施方式，收放丝组件连接有驱动电机，以驱动放丝转轮和收丝转轮转动。
[0014]由上述技术方案可知，本公开的有益效果在于：
[0015]本公开提出的制备石墨烯纤维的装置，可实现焦耳热闪蒸法制备石墨烯纤维。该装置有效避免了繁琐的模板刻蚀步骤，实现石墨烯纤维的快速、连续化制备，大大降低了石墨烯纤维的生产成本。采用本公开的装置制备的石墨烯纤维截面致密，石墨化程度高，且导电、导热性能优异，对于拓展石墨烯纤维的工业化生产应用具有重要意义。
附图说明
[0016]为了让本公开实施例能更容易理解，以下配合所附附图作详细说明。应该注意，根据工业上的标准范例，各个部件未必按照比例绘制，其可以根据需要被任意放大或缩小，且仅用于图示说明的目的。
[0017]图1是本公开一实施方式的制备石墨烯纤维的装置；
[0018]图2是图1示出的装置的俯视图。
[0019]其中，附图标记说明如下：
[0020]100：壳体
[0021]101：进气口
[0022]102：出气口
[0023]103：腔体
[0024]210：放丝转轮
[0025]211、221：凹槽
[0026]212、222：支撑架
[0027]220：收丝转轮
[0028]310：第一定滑轮
[0029]320：第一电极
[0030]330：第二定滑轮
[0031]340：第二电极
[0032]400：水平板
具体实施方式
[0033]体现本公开特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本公开能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本公开的范围，且其中的说明及附图在本质上是作说明之用，而非用以限制本公开。
[0034]在对本公开的不同示例性实施方式的下面描述中，参照附图进行，所述附图形成本公开的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本公开的多个方面的不同示例性结构、系统和步骤。应理解的是，可以使用部件、结构、示例性装置、系统和步骤的其他特定方案，并且可在不偏离本公开范围的情况下进行结构和功能性修改。而且，虽然本说明书中可使用术语“之上”、“之间”、“之内”等来描述本公开的不同示例性特征和元件，但是这些术语
用于本文中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本公开的范围内。
[0035]参阅图1，其代表性地示出了本公开提出的一示例性实施方式的制备石墨烯纤维的装置。本公开提出的装置是以应用于制备石墨烯纤维为例进行说明的。本领域技术人员容易理解的是，为将本公开的相关设计应用于其他类型的石墨烯复合材料，而对下述的具体实施方式做出多种改型、添加、替代、删除或其他变化，这些变化仍在本公开提出的装置的原理的范围内。
[0036]如图1所示，在本实施方式中，本公开提出的制备石墨烯纤维的装置主要包括壳体100、收放丝组件和电压施加组件。需说明的是，图1仅是本公开制备石墨烯纤维的装置的部分示意图，并未示出如电机、真空泵等结构。配合参阅图2所示，图2代表性地示出了能够体现本公开原理的制备石墨烯纤维的装置的俯视图。下面将结合上述图1和图2，对本公开提出的制备石墨烯纤维的装置的一示例性实施方式的各主要组成部分的结构、连接方式和功能关系进行详细说明。
[0037]结合图1和图2所示，在本实施方式中，该制备石墨烯纤维的装置包括壳体100、收放丝组件和电压施加组件，其中，壳体100围成腔体103，内部设有水平板400，该水平板400用于放置前述的收放丝组件和电压施加组件。收放丝组件包括放丝转轮210和收丝转轮220，其中，放丝转轮210和收丝转轮220分别通过支撑架212、222固定连接于水平板400的两端。
[0038]如图2所示，电压施加组件包括第一电极320和第二电极340，第一电极320的一端连接有第一定滑轮310，第二电极340的一端连接有第二定滑轮330。一般地，第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备石墨烯纤维的装置，其特征在于，包括：壳体，所述壳体内设有水平板；收放丝组件，设于所述水平板上，所述收放丝组件包括放丝转轮和收丝转轮，所述放丝转轮和所述收丝转轮分别通过支撑架固定连接于所述水平板的两端；及电压施加组件，设于所述水平板上，所述电压施加组件包括第一电极和第二电极，所述第一电极的一端连接有第一定滑轮，所述第二电极的一端连接有第二定滑轮，其中所述第一定滑轮和第二定滑轮的轴心与所述放丝转轮和收丝转轮的轴心位于同一水平线上，且所述第一定滑轮和所述第二定滑轮位于所述放丝转轮和所述收丝转轮之间；其中，缠绕于所述收放丝组件上的纤维经所述放丝转轮和收丝转轮的转动与所述第一定滑轮和第二定滑轮的表...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘忠范，王坤，亓月，程熠，李隽良，
申请(专利权)人：北京石墨烯研究院，
类型：新型
国别省市：