【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石墨烯气凝胶制备技术，具体涉及一种制备石墨烯气凝胶的设备及使用方法。
技术介绍
1、石墨烯片层在三维空间搭接形成的石墨烯气凝胶，其方式是先制备氧化石墨，然后将氧化石墨在去离子水中进行超声分散得到氧化石墨烯分散液，接着在分散液中加入还原剂以改善石墨烯气凝胶的结构及提高其性能，如乙二胺等，加入还原剂后进行超声分散，分散后置入水热反应釜中进行水热反应，得到湿凝胶，湿凝胶进行水醇透析后进行冷冻干燥，得到石墨烯气凝胶，其形状目前多为正方体或圆柱体；
2、还原剂的存在会导致氧化石墨烯片层通过水热反应生成的石墨烯凝胶脆弱，在水醇透析及冷冻干燥的过程中极易开裂破碎难以得到稳定的气凝胶，水醇溶液透析过程中，水醇溶液能够进入石墨烯凝胶骨架形成的孔隙中，将凝胶的孔隙中未反应完全的还原剂转移至水醇溶液中，并随着溶液的移动，将凝胶中未反应完全的大部分还原剂转移至凝胶结构外，从而使水醇溶液替代去离子水分布在凝胶的孔洞中，从而防止在冷冻过程中因水结冰时体积膨胀冰晶尺寸过大而引起片层的过度堆叠和破裂。
3、但是湿凝胶未冷冻干燥前的结构强度较低，处于水醇溶液内的湿凝胶的移动时的幅度不宜过大，且水醇溶液的浓度一般较低，这导致透析的过程中，湿凝胶内部和周围的局部水醇溶液中处理还原剂后的物质浓度逐渐升高，仅通过静态浸泡时的扩散作用进行透析的效率较低，进而导致湿凝胶需要浸泡的时间足够长，才能有效地转移还原剂，使得气凝胶的制备过程所需时间较长，对于不同孔隙的气凝胶来说，其所需的时间一般在6h至48h不等，制备石墨烯气凝胶产品的效率较低
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种制备石墨烯气凝胶的设备及使用方法，以解决现有技术中的上述不足之处。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种制备石墨烯气凝胶的设备，包括顶部开口的第一池体，还包括：
3、支撑平台，其固定安装在第一池体内，所述支撑平台上呈矩形阵列状开设有若干放置槽，所述放置槽内固定安装有放置平台，所述支撑平台上且位于放置平台的周围开设有若干导流孔；
4、隔板，所述隔板周侧与第一池体内壁滑动连接，所述隔板位于支撑平台和第一池体底部之间，所述隔板底部连接用于驱动隔板靠近或远离支撑平台的第一驱动机构，所述隔板上贯穿开设有若干第三通道，所述第三通道上设置有第一门，当隔板靠近支撑平台时，第一门处于关闭状态以封闭第三通道，当隔板远离支撑平台时，第一门处于开启状态以打开第三通道；
5、第二池体，其设置在第一池体一侧，所述第一池体顶部和底部分别开设有连通第一池体和第二池体的第一通道和第二通道，第二通道位于隔板与第一池体底部之间。
6、进一步地，所述第一门位于隔板顶部，且第一门一侧与隔板一侧通过第一转轴转动连接，所述隔板顶部固定连接有若干导杆，所述导杆一端贯穿支撑平台并与支撑平台内壁滑动连接。
7、进一步地，所述放置平台内设置有原位翻转装置，所述原位翻转装置包括呈对称状安装在放置平台上的两个支撑部件，所述支撑部件包括第一支撑杆和第二支撑杆，所述第一支撑杆和第二支撑杆的中部均为中空，放置平台上开设有两个活动腔，所述活动腔内固定连接有插板，所述插板分隔活动腔形成第一腔体和第二腔体，所述第一支撑杆位于第一腔体内，所述第二支撑杆位于第二腔体内，所述第一支撑杆与第二支撑杆垂直。
8、进一步地，所述原位翻转装置还包括移动杆，所述移动杆两端分别与两个支撑部件相连接，所述放置平台上开设有可供移动杆沿水平方向移动的第一滑槽，所述插板上开设有可供移动杆沿水平方向移动的第二滑槽，所述移动杆中部连接有用于驱动移动杆沿水平方向移动的第二驱动机构。
9、进一步地，所述移动杆两端表面分别固定安装有两个方形块，位于移动杆同一端的两个方形块分别位于第一腔体和第二腔体内，且两个方形块表面分别与第一支撑杆和第二支撑杆的内表面滑动连接。
10、进一步地，所述移动杆中部连接有第三驱动机构，当第二驱动机构驱动移动杆沿水平方向移动时，所述第三驱动机构能够同步驱动移动杆绕其中心轴线进行转动。
11、进一步地，所述插板两侧分别开设有第三滑槽和第四滑槽，所述第一支撑杆靠近移动杆的一端转动连接有滑动块，所述滑动块与第三滑槽内壁滑动连接，所述第二支撑杆远离移动杆的一端转动连接有另一个滑动块，且滑动块与第四滑槽内壁滑动连接；
12、所述移动杆在移动至其运动行程中端的过程中，所述第一支撑杆与第二支撑杆均绕移动杆的中心轴线转动45°，且第二支撑杆一端的滑动块在第四滑槽的配合下驱动第二支撑杆沿方形块表面滑动，移动杆继续移动至其行程末端时，所述第一支撑杆与第二支撑杆均绕移动杆的中心轴线以相同旋向转动45°，且第一支撑杆一端的滑动块在第三滑槽的配合下驱动第一支撑杆沿方形块表面滑动。
13、进一步地，所述第二驱动机构包括支架，所述支架顶部固定连接有两个支座，两个所述支座与移动杆表面转动连接，所述支座一侧与放置平台内表面滑动连接，位于同一排所述支架内壁螺纹连接有同一个螺纹杆，所述螺纹杆两端分别与支撑平台两侧转动连接，所述螺纹杆一端表面固定连接有第一齿轮，所述第一齿轮一侧啮合连接有第一齿条，所述第一齿条一侧与导杆一侧固定连接。
14、进一步地，所述第三驱动机构包括第二齿轮，所述第二齿轮中部固定连接有第二转轴，所述第二转轴一端贯穿支架并与支架内壁转动连接，所述第二转轴一端固定连接有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮一侧啮合连接有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮内壁与移动杆表面固定连接，所述第二齿轮一侧啮合连接有第二齿条，所述第二齿条一侧与支撑平台内表面固定连接。
15、一种制备石墨烯气凝胶的设备的使用方法，具体包括以下步骤：
16、s101、将氧化石墨与还原剂混合后在去离子水中进行超声分散得到氧化石墨烯分散液；
17、s102、将分散液倒入方形容器中，并将其置入水热反应釜中进行水热反应，自然降温后得到方形的石墨烯湿凝胶；
18、s103、将石墨烯湿凝胶放置在如上述所述的放置平台中，进行水醇透析；
19、s104、将透析一定时间后的湿凝胶放入冷冻干燥机中进行冷冻干燥，得到石墨烯气凝胶。
20、与现有技术相比，本专利技术提供的一种制备石墨烯气凝胶的设备及使用方法，具有以下有益效果：
21、1、该制备石墨烯气凝胶的设备及使用方法，通过隔板移动时将使隔板与支撑平台之间的水醇溶液被挤压，水醇溶液将从各个导流孔中流出，且通过导流孔的水醇溶液将缓慢向上流动，从而将原来处于各湿凝胶周侧的水醇溶液替换，在一定程度上提高了湿凝胶在浸泡时周围水醇溶液的流动性，从而及时的将其周围已经与湿凝胶内还原剂完成部分透析过程的水醇溶液排开，保持湿凝胶周围的水醇溶液浓度，进而提高透析的效果，降低所需浸泡的时间，提高制备石墨烯气凝胶产品的效率。
22、2、该制备石墨烯气凝胶的设备及使用方法，通过使呈方形的湿凝胶在水醇溶液中进行透析时，在原位置完成翻转，使本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种制备石墨烯气凝胶的设备，包括顶部开口的第一池体(1)，其特征在于，还包括：
2.根据权利要求1所述的一种制备石墨烯气凝胶的设备，其特征在于，所述第一门(42)位于隔板(4)顶部，且第一门(42)一侧与隔板(4)一侧通过第一转轴转动连接，所述隔板(4)顶部固定连接有若干导杆(43)，所述导杆(43)一端贯穿支撑平台(2)并与支撑平台(2)内壁滑动连接。
3.根据权利要求1所述的一种制备石墨烯气凝胶的设备，其特征在于，所述放置平台(3)内设置有原位翻转装置(7)，所述原位翻转装置(7)包括呈对称状安装在放置平台(3)上的两个支撑部件，所述支撑部件包括第一支撑杆(701)和第二支撑杆(702)，所述第一支撑杆(701)和第二支撑杆(702)的中部均为中空，放置平台(3)上开设有两个活动腔(703)，所述活动腔(703)内固定连接有插板(704)，所述插板(704)分隔活动腔(703)形成第一腔体(705)和第二腔体(706)，所述第一支撑杆(701)位于第一腔体(705)内，所述第二支撑杆(702)位于第二腔体(706)内，所述第一支撑杆(701)与第二
4.根据权利要求3所述的一种制备石墨烯气凝胶的设备，其特征在于，所述原位翻转装置(7)还包括移动杆(707)，所述移动杆(707)两端分别与两个支撑部件相连接，所述放置平台(3)上开设有可供移动杆(707)沿水平方向移动的第一滑槽(708)，所述插板(704)上开设有可供移动杆(707)沿水平方向移动的第二滑槽(709)，所述移动杆(707)中部连接有用于驱动移动杆(707)沿水平方向移动的第二驱动机构。
5.根据权利要求4所述的一种制备石墨烯气凝胶的设备，其特征在于，所述移动杆(707)两端表面分别固定安装有两个方形块(710)，位于移动杆(707)同一端的两个方形块(710)分别位于第一腔体(705)和第二腔体(706)内，且两个方形块(710)表面分别与第一支撑杆(701)和第二支撑杆(702)的内表面滑动连接。
6.根据权利要求5所述的一种制备石墨烯气凝胶的设备，其特征在于，所述移动杆(707)中部连接有第三驱动机构，当第二驱动机构驱动移动杆(707)沿水平方向移动时，所述第三驱动机构能够同步驱动移动杆(707)绕其中心轴线进行转动。
7.根据权利要求6所述的一种制备石墨烯气凝胶的设备，其特征在于，所述插板(704)两侧分别开设有第三滑槽(711)和第四滑槽(712)，所述第一支撑杆(701)靠近移动杆(707)的一端转动连接有滑动块(713)，所述滑动块(713)与第三滑槽(711)内壁滑动连接，所述第二支撑杆(702)远离移动杆(707)的一端转动连接有另一个滑动块(713)，且滑动块(713)与第四滑槽(712)内壁滑动连接；
8.根据权利要求7所述的一种制备石墨烯气凝胶的设备，其特征在于，所述第二驱动机构包括支架(714)，所述支架(714)顶部固定连接有两个支座(715)，两个所述支座(715)与移动杆(707)表面转动连接，所述支座(715)一侧与放置平台(3)内表面滑动连接，位于同一排所述支架(714)内壁螺纹连接有同一个螺纹杆(716)，所述螺纹杆(716)两端分别与支撑平台(2)两侧转动连接，所述螺纹杆(716)一端表面固定连接有第一齿轮(717)，所述第一齿轮(717)一侧啮合连接有第一齿条(718)，所述第一齿条(718)一侧与导杆(43)一侧固定连接。
9.根据权利要求8所述的一种制备石墨烯气凝胶的设备，其特征在于，所述第三驱动机构包括第二齿轮(719)，所述第二齿轮(719)中部固定连接有第二转轴，所述第二转轴一端贯穿支架(714)并与支架(714)内壁转动连接，所述第二转轴一端固定连接有第一锥齿轮(720)，所述第一锥齿轮(720)一侧啮合连接有第二锥齿轮(721)，所述第二锥齿轮(721)内壁与移动杆(707)表面固定连接，所述第二齿轮(719)一侧啮合连接有第二齿条(722)，所述第二齿条(722)一侧与支撑平台(2)内表面固定连接。
10.一种制备石墨烯气凝胶的设备的使用方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种制备石墨烯气凝胶的设备，包括顶部开口的第一池体(1)，其特征在于，还包括：
2.根据权利要求1所述的一种制备石墨烯气凝胶的设备，其特征在于，所述第一门(42)位于隔板(4)顶部，且第一门(42)一侧与隔板(4)一侧通过第一转轴转动连接，所述隔板(4)顶部固定连接有若干导杆(43)，所述导杆(43)一端贯穿支撑平台(2)并与支撑平台(2)内壁滑动连接。
3.根据权利要求1所述的一种制备石墨烯气凝胶的设备，其特征在于，所述放置平台(3)内设置有原位翻转装置(7)，所述原位翻转装置(7)包括呈对称状安装在放置平台(3)上的两个支撑部件，所述支撑部件包括第一支撑杆(701)和第二支撑杆(702)，所述第一支撑杆(701)和第二支撑杆(702)的中部均为中空，放置平台(3)上开设有两个活动腔(703)，所述活动腔(703)内固定连接有插板(704)，所述插板(704)分隔活动腔(703)形成第一腔体(705)和第二腔体(706)，所述第一支撑杆(701)位于第一腔体(705)内，所述第二支撑杆(702)位于第二腔体(706)内，所述第一支撑杆(701)与第二支撑杆(702)垂直。
4.根据权利要求3所述的一种制备石墨烯气凝胶的设备，其特征在于，所述原位翻转装置(7)还包括移动杆(707)，所述移动杆(707)两端分别与两个支撑部件相连接，所述放置平台(3)上开设有可供移动杆(707)沿水平方向移动的第一滑槽(708)，所述插板(704)上开设有可供移动杆(707)沿水平方向移动的第二滑槽(709)，所述移动杆(707)中部连接有用于驱动移动杆(707)沿水平方向移动的第二驱动机构。
5.根据权利要求4所述的一种制备石墨烯气凝胶的设备，其特征在于，所述移动杆(707)两端表面分别固定安装有两个方形块(710)，位于移动杆(707)同一端的两个方形块(710)分别位于第一腔体(705)和第二腔体(706)内，且两个方形块(710)表面分别与第一支撑杆(701)和第二支撑杆(702)的内表面滑动连接。
6.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄伟，段连超，艾效弟，
申请(专利权)人：深圳市美星新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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