一种石墨烯纤维制备方法技术

本发明专利技术提供了一种石墨烯纤维制备方法，该种石墨烯纤维制备方法采用如下设备进行制备，该设备包括底座、匚型架和混合装置，所述的底座的下端与已有地面相连，底座的上端安装有开口朝下的匚型架，匚型架的中部设置有混合装置,本发明专利技术能够电机带动搅拌杆旋转，不仅能够使盛料斗中的石墨烯原料下落的速度更快，还能对搅拌桶内部的石墨烯原料与纤维浆料进行搅拌，可使石墨烯原料在纤维浆液中快速扩散并混合，同时通过振动机构使搅拌桶形成上下振动的状态，可使石墨烯原料与纤维浆料混合的更加充分，进而可提高石墨烯纤维的成型质量。进而可提高石墨烯纤维的成型质量。进而可提高石墨烯纤维的成型质量。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯纤维制备方法


[0001]本专利技术涉及石墨烯领域，特别涉及一种石墨烯纤维制备方法。

技术介绍

[0002]石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，石墨烯的化学性质与石墨类似，石墨烯可以吸附并脱附各种原子和分子，而石墨烯化合物中有氧化石墨烯和石墨烷等，其中纳米级的氧化石墨烯片就可以纺制成长达数米的宏观石墨烯纤维，其所制备的纤维不但强度高，而且韧性好，可以打成结或者编织成导电的垫子，但是现有的石墨烯纤维制备设备在制备石墨烯的过程中常常存在以下几个问题：
[0003]1.现有的石墨烯制备设备在制备石墨烯纤维的过程中，石墨烯原料与纤维浆液的混合程度不高而导致石墨烯原料与纤维浆料的混合溶液不够均匀，进而影响石墨烯纤维的成型质量；
[0004]2.现有的石墨烯制备设备在对石墨烯原料与纤维浆液进行混合的过程中，石墨烯原料在纤维溶液中的扩散速度十分缓慢，从而导致石墨烯纤维的制备速率低下。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种石墨烯纤维制备方法，该种石墨烯纤维制备方法采用如下设备进行制备，该设备包括底座、匚型架和混合装置，所述的底座的下端与已有地面相连，底座的上端安装有开口朝下的匚型架，匚型架的中部设置有混合装置。
[0006]所述的混合装置包括盛料斗、搅拌桶、弧形块、横板、L型板、固定杆、搅拌杆、电机和振动机构，匚型架的中部由上至下依次设置有盛料斗和搅拌桶，且盛料斗的下端与搅拌桶的上端相连，盛料斗的内部与搅拌桶的内部互通，搅拌桶的外壁左右对称安装有弧形块，左右正相对的弧形块的外侧端面安装有横板，横板远离弧形块的一端安装有L型板，L型板的下端与搅拌桶的外壁相连，左右正相对的L型板的外侧端面安装有固定杆，固定杆远离L型板的一端通过滑动配合方式与匚型架两端的内侧端面相连，搅拌桶的内部设置有搅拌杆，搅拌杆的上端安装有电机，电机安装于匚型架的上端面，搅拌桶的后侧设置有振动机构，且振动机构与横板和L型板相连，通过人工方式将石墨烯原料投放进盛料斗内，然后电机带动搅拌杆旋转，不仅能够使盛料斗中的石墨烯原料下落的速度更快，还能对搅拌桶内部的石墨烯原料与纤维浆料进行搅拌，可使石墨烯原料在纤维浆液中快速扩散并混合，同时通过振动机构使搅拌桶形成上下振动的状态，可使石墨烯原料与纤维浆料混合的更加充分，进而可提高石墨烯纤维的成型质量。
[0007]采用上述设备对该种石墨烯纤维进行制备时具体包括如下步骤：
[0008]S1、设备检查：在启用该设备对该种石墨烯纤维进行制备之前，对该设备运行进行检查；
[0009]S2、投放原料：通过人工方式将石墨烯原料投放进盛料斗内；
[0010]S3、搅拌：在投放石墨烯原料的时候，启动电机，使搅拌杆将石墨烯原料与搅拌桶内部的纤维浆液进行充分搅拌混合；
[0011]S4、振动：在对纤维浆液进行搅拌的同时，利用振动机构使搅拌桶形成上下振动的状态；
[0012]S5、成型：搅拌桶内的纤维浆液与石墨烯充分混合均匀后，使混合后的浆液形成丝状并冷却成型，然后再经过后续的高温或者化学剂还原可制得石墨烯纤维。
[0013]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述的振动机构包括双轴电机、扇形偏心块、一号耳座、弹簧杆、二号耳座、T型杆、匚型杆、铰接座和竖杆，搅拌桶的后侧设置有双轴电机，双轴电机的前后两端对称安装有扇形偏心块，双轴电机的左右两端对称安装有水平状态的呈匚型结构的一号耳座，一号耳座的中部安装有水平状态的弹簧杆，弹簧杆远离一号耳座的一端安装有二号耳座，二号耳座前后对称排布，二号耳座远离弹簧杆的一端安装有呈前后方向水平状态的T型杆，T型杆的竖直端与横板和L型板的后端面均相连，双轴电机的上方设置有开口朝下的匚型杆，匚型杆竖直端的下端与T型杆的水平端相连，匚型杆水平端的内侧端面安装有铰接座，铰接座的下端铰接有竖杆，竖杆的下端与双轴电机的上端相连，通过双轴电机带动扇形偏心块旋转，在一号耳座、弹簧杆、二号耳座和竖杆的共同作用下，双轴电机形成上下振动的状态，使T型杆随着双轴电机做同步振动运动，T型杆带动横板和L型杆做同步振动运动，横板和L型杆带动弧形块做同步上下振动运动，从而实现搅拌桶上下振动的功能，以便加快石墨烯原料在纤维浆液中的扩散速度。
[0014]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述的底座的上端面安装有支撑柱，支撑柱左右对称排布，支撑柱位于匚型架的两端之间，且支撑柱的上端通过滑动配合方式依次贯穿L型板和横板并延伸至横板的上方，支撑柱的外壁套设有弹簧，弹簧位于横板与L型板之间，通过支撑柱、弹簧与横板、L型板之间的相互配合，可使搅拌桶的振动过程更加稳定。
[0015]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述的搅拌桶的内部设置有圆形的挡板，挡板的前端安装有横杆，横杆的前端通过转动配合方式与搅拌桶相连并安装有旋钮，旋钮位于搅拌桶的前侧，且搅拌桶的下端开设有漏孔，漏孔由内至外沿搅拌桶周向等距离排布，漏孔的下方安装有细管，通过人工旋转旋钮，可使挡板在搅拌桶内部进行翻转，以控制浆料的流出，当浆料与石墨烯原料充分混合以后，可通过旋钮翻转挡板，使浆料从搅拌桶的下端流出，通过设置细管可使浆料的流出状态为丝状，从而可初步制得石墨烯纤维丝状物，同时还能制备多条纤维丝，提高了石墨烯纤维的制备效率。
[0016]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述的细管的下方设置有冷却箱，冷却箱的下端与底座的上端面相连，通过人工方式在冷却箱内部灌入冷却溶液，可使浆液状态的石墨烯纤维丝快速凝固成型。
[0017]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述的搅拌杆呈螺旋状，且搅拌杆的下端安装有搅拌叶，搅拌叶沿搅拌杆周向等距离分布，通过螺旋状的搅拌杆与搅拌叶相互配合，不仅能够对浆液进行搅拌，还能实现运送石墨烯原料与浆料的功能，使石墨烯和石墨烯纤维混合浆液的下落速度更快。
[0018]本专利技术的有益效果在于：
[0019]一、本专利技术能够电机带动搅拌杆旋转，不仅能够使盛料斗中的石墨烯原料下落的
速度更快，还能对搅拌桶内部的石墨烯原料与纤维浆料进行搅拌，可使石墨烯原料在纤维浆液中快速扩散并混合，同时通过振动机构使搅拌桶形成上下振动的状态，可使石墨烯原料与纤维浆料混合的更加充分，进而可提高石墨烯纤维的成型质量；
[0020]二、本专利技术通过双轴电机、扇形偏心块、在一号耳座、弹簧杆、二号耳座和竖杆的之间的相互配合，使双轴电机形成上下振动的状态，T型杆随着双轴电机做同步振动运动，然后T型杆、横板和L型杆相互配合，使弧形块做同步上下振动运动，从而实现搅拌桶上下振动的功能，以便加快石墨烯原料在纤维浆液中的扩散速度；
[0021]三、本专利技术通过螺旋状的搅拌杆与搅拌叶相互配合，不仅能够对浆液进行搅拌，还能实现运送石墨烯原料与浆料的功能，使石墨烯和石墨烯纤维混合浆液的下落速度更快；
[0022]四、本专利技术可通过人工旋转旋钮，使挡板本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯纤维制备方法，该种石墨烯纤维制备方法采用如下设备进行制备，该设备包括底座(1)、匚型架(2)和混合装置(3)，其特征在于：所述的底座(1)的下端与已有地面相连，底座(1)的上端安装有开口朝下的匚型架(2)，匚型架(2)的中部设置有混合装置(3)；所述的混合装置(3)包括盛料斗(30)、搅拌桶(31)、弧形块(32)、横板(33)、L型板(34)、固定杆(35)、搅拌杆(36)、电机(37)和振动机构(38)，匚型架(2)的中部由上至下依次设置有盛料斗(30)和搅拌桶(31)，且盛料斗(30)的下端与搅拌桶(31)的上端相连，盛料斗(30)的内部与搅拌桶(31)的内部互通，搅拌桶(31)的外壁左右对称安装有弧形块(32)，左右正相对的弧形块(32)的外侧端面安装有横板(33)，横板(33)远离弧形块(32)的一端安装有L型板(34)，L型板(34)的下端与搅拌桶(31)的外壁相连，左右正相对的L型板(34)的外侧端面安装有固定杆(35)，固定杆(35)远离L型板(34)的一端通过滑动配合方式与匚型架(2)两端的内侧端面相连，搅拌桶(31)的内部设置有搅拌杆(36)，搅拌杆(36)的上端安装有电机(37)，电机(37)安装于匚型架(2)的上端面，搅拌桶(31)的后侧设置有振动机构(38)，且振动机构(38)与横板(33)和L型板(34)相连；采用上述设备对该种石墨烯纤维进行制备时具体包括如下步骤：S1、设备检查：在启用该设备对该种石墨烯纤维进行制备之前，对该设备运行进行检查；S2、投放原料：通过人工方式将石墨烯原料投放进盛料斗(30)内；S3、搅拌：在投放石墨烯原料的时候，启动电机(37)，使搅拌杆(36)将石墨烯原料与搅拌桶(31)内部的纤维浆液进行充分搅拌混合；S4、振动：在对纤维浆液进行搅拌的同时，利用振动机构(38)使搅拌桶(31)形成上下振动的状态；S5、成型：搅拌桶(31)内的纤维浆液与石墨烯原料充分混合均匀后，使混合后的浆液形成丝状并冷却成型，然后再经过后续的高温或者化学剂还原可制得石墨烯纤维。2.根据权利要求1所述的一种石墨烯纤维制备方法，其特征在于：所述的振动机构(38)包括双轴电机(380)、扇形偏心块(381)、一号耳座(382)、弹簧杆(383)、二号耳座(384)、T型杆(385)、匚...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱素霞，黄靖颖，
申请(专利权)人：南京未霞科技有限公司，
类型：发明
国别省市：