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专利号: 2020101546920
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于制备石墨烯的反应装置,其特征在于:包括反应室、加热机构、天然气管、惰性气管、搅拌驱动装置和微孔曝气器,所述反应室内设置有石墨隔板,所述石墨隔板将反应室分隔为并列设置的第一反应区和第二反应区,石墨隔板上均匀设置有多个扩散孔,第一反应区通过扩散孔与第二反应区连通,所述天然气管与第一反应区连通,所述微孔曝气器设置在第二反应区内,所述惰性气管与微孔曝气器连通,所述搅拌驱动装置用于控制微孔曝气器转动。

2.根据权利要求1所述的一种用于制备石墨烯的反应装置,其特征在于:所述扩散孔的孔径为1~3mm。

3.根据权利要求1所述的一种用于制备石墨烯的反应装置,其特征在于:所述扩散孔的密度为每0.2~0.3cm2一个。

4.根据权利要求1所述的一种用于制备石墨烯的反应装置,其特征在于:所述微孔曝气器的孔径为1~50μm,孔隙率为30%~60%。

5.根据权利要求1所述的一种用于制备石墨烯的反应装置,其特征在于:所述反应装置还包括供气管,所述供气管的一端穿过反应室与微孔曝气器连通,供气管的另一端设置有挠性联轴器,挠性联轴器通过旋转接头与惰性气管连通,所述搅拌驱动装置通过驱动供气管转动来控制微孔曝气器转动。

6.一种石墨烯的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:

步骤S1.将合金催化剂置于反应室的第一反应区和第二反应区内加热熔融,第一反应区通过扩散孔与第二反应区连通,所述合金催化剂的熔点为700~1500℃;

步骤S2.向第一反应区熔融合金催化剂内持续通入天然气,同时向第二反应区熔融合金催化剂内持续通入惰性气体,惰性气体通过旋转的微孔曝气器通入熔融合金催化剂内;

步骤S3.收集第二反应区流出的气体,过滤,收集得到石墨烯。

7.根据权利要求6所述的一种石墨烯的制备方法,其特征在于:所述天然气和惰性气体的流量比例为0.8~1.2:1。

8.根据权利要求6所述的一种石墨烯的制备方法,其特征在于:所述微孔曝气器的转速为1000~6000rpm。

9.根据权利要求6所述的一种石墨烯的制备方法,其特征在于:所述微孔曝气器的表面线速度为3~20m/s。

10.根据权利要求6所述的一种石墨烯的制备方法,其特征在于:所述合金催化剂为二元和三元合金催化剂中的至少一种。