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石墨烯制備設(shè)備
一、超聲在石墨烯制備中的作用
超聲波設(shè)備在石墨烯制備中的應(yīng)用,，主要是在溶劑熱插層法和氧化還原法上,，這兩種方法操作較為簡(jiǎn)便，而且成本低于其他制備的方法,，是目前國(guó)內(nèi)大規(guī)模制備納米級(jí)石墨烯粉體主要采用的生產(chǎn)方式,。由于超聲波在液體中會(huì)產(chǎn)生空化作用，形成微射流,、振動(dòng)等物理現(xiàn)象,，微觀上，在液體中對(duì)懸浮顆粒起到一種高速攪拌,、破碎,、分離、分散的作用,。簡(jiǎn)單的講,，就是超聲波在制備石墨烯的溶液中，能起到反應(yīng)加速和催化的作用,。
已有研究表明,，超聲波頻率和功率對(duì)石墨烯剝離效果有一定的影響,。聲暉公司針對(duì)石墨烯制備需求，精心設(shè)計(jì)石墨烯超聲制備設(shè)備,，推出實(shí)驗(yàn)級(jí)石墨烯超聲設(shè)備,、石墨烯超聲制備中試機(jī)以及石墨烯超聲制備規(guī)模化生產(chǎn)裝置,，滿(mǎn)足客戶(hù)的多類(lèi)型,、不同層次的需求。由于不同介質(zhì),、濃度以及工藝的不同,，對(duì)超聲波空化場(chǎng)（聲場(chǎng)）分布及度需求不一樣，科研人員可通過(guò)實(shí)驗(yàn)級(jí)石墨烯超聲設(shè)備,，對(duì)液體中的空化效果進(jìn)行控制和標(biāo)定,，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，確定合適空化效果,，以達(dá)到期望的石墨烯剝離效果。在實(shí)驗(yàn)達(dá)到預(yù)期效果后,，企業(yè)可通過(guò)選擇石墨烯超聲制備中試機(jī)進(jìn)行小試,，中試機(jī)的空化場(chǎng)分布應(yīng)與實(shí)驗(yàn)級(jí)空化場(chǎng)盡量保持*，杭州聲暉超聲科技有限公司中試機(jī)各項(xiàng)參數(shù)應(yīng)與規(guī)?；a(chǎn)相*,，為后續(xù)確定生產(chǎn)規(guī)模奠定基礎(chǔ)。中試成熟后,，即可通過(guò)串聯(lián)或并聯(lián)的方式,，組成生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn),聲暉超聲波石墨烯制備剝離分散機(jī)生產(chǎn)線.
圖1列出了某一石墨烯制備方法的關(guān)鍵工藝流程,，天然鱗片石墨經(jīng)膨脹爐高溫膨脹后制成膨脹石墨，通過(guò)與自主創(chuàng)新的電化學(xué)工藝生產(chǎn)出的石墨烯量子點(diǎn)混合形成石墨烯量子點(diǎn)混合溶液,，利用石墨烯量子點(diǎn)的剝離,、分散、復(fù)合抗堆疊三合一作用,，經(jīng)剪切,、超聲后形成石墨烯剝離液，該剝離液經(jīng)過(guò)濾,、離心后,，生成石墨烯微片。利用本項(xiàng)目方法可以制備出大部分片層數(shù)處于1~10層的高質(zhì)量的石墨烯產(chǎn)品,，制備得到的石墨烯產(chǎn)品的片層粒徑 > 1μm,，片層結(jié)構(gòu)均一,，通透性較好，結(jié)構(gòu)缺陷少,。碳原轉(zhuǎn)化率大于90%,，碳含量大于97%，C:O可以達(dá)到77.6,，在導(dǎo)電性能和導(dǎo)熱性能上均遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于氧化還原法制備的石墨烯產(chǎn)品,。
圖1 液相剝離石墨烯制備工藝流程
二、技術(shù)指標(biāo)
設(shè)備型號(hào) Type | SH-SCX | SH-SCX | SH-SCX |
輸入 | 380V±10V 50Hz | ||
工作頻率 KHz Frequency | 20 | ||
處理量L/H Processing Capacity | 10-30 | 自選 Optional | |
空化度（W/CM2） | 4.0-4.5 | 3.0-3.8 | |
振子工具頭材質(zhì) Material | 鈦合金 Titanium Alloy | ||
控溫方式 Constant Temperature control | 夾套水冷 Jacket water-cooling | ||
反應(yīng)釜材質(zhì) Material | 304/316 | ||
反應(yīng)釜類(lèi)型 | U型管道 | 罐體 | 管道 |
擴(kuò)展方式 Expansion mode | 串聯(lián)/并聯(lián) Series connection/Parallel connection | 并聯(lián) Parallel connection | 串聯(lián) Series connection |
遠(yuǎn)程控制（可擴(kuò)240個(gè)點(diǎn)） Remote control | 可選 Optional | ||
優(yōu)點(diǎn) Advantage | 單位面積超聲空化 Cavitation Intensity | 單體反應(yīng)量大 Large amount of reaction | |
三、功能優(yōu)點(diǎn)
工作方式：連續(xù)式、間歇式,。
溫度控制范圍：10℃-75℃,。
振幅范圍：10-70um。
采用智能數(shù)控電源,，一鍵搜頻、自動(dòng)跟頻。
多種運(yùn)行模式可選,，滿(mǎn)足客戶(hù)個(gè)性化需求。
多重故障保護(hù)機(jī)制,，系統(tǒng)更穩(wěn)定,。
超聲輸出振幅大、空化度高,、聲場(chǎng)分布均勻,。
系統(tǒng)輸出功率連續(xù)可調(diào)。
10余條50噸以上石墨烯生產(chǎn)線已驗(yàn)收.
超聲控制系統(tǒng)支持?jǐn)U展,，可滿(mǎn)足千噸級(jí)石墨烯線的自動(dòng)化生產(chǎn)及操作,。
專(zhuān)業(yè)隔音設(shè)計(jì)，解決超聲噪音干擾,。
*連續(xù)運(yùn)行可達(dá)6000小時(shí),。
德國(guó)振動(dòng)子設(shè)計(jì)工藝，超聲作用,。
支持靜態(tài)及循環(huán)運(yùn)行,，便于優(yōu)化產(chǎn)線；
聲暉超聲波石墨烯制備剝離分散機(jī)生產(chǎn)線
