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专利号: 2020115828797
申请人: 三峡大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-04-13
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种石墨烯复合微粒制备装置,其特征在于,它包括用于多种原料添加的加料装置(1),所述加料装置(1)的正下设置有用于对原料进行搅拌的滚筒搅拌装置(2),所述滚筒搅拌装置(2)的正下方设置有搅拌蒸干装置(3),所述搅拌蒸干装置(3)的正下方设置有冷冻干燥及筛分系统(4);

所述冷冻干燥及筛分系统(4)包括冷冻蒸干装置(25)和筛分装置(24);

所述冷冻干燥及筛分系统(4)的侧面设置有收集系统(5)。

2.根据权利要求1所述一种石墨烯复合微粒制备装置,其特征在于:所述加料装置(1)采用复合加料结构,保证加料圆筒体,所述加料圆筒体内部通过多个隔板分隔成为无水乙醇加料装置(6)、微粒加料装置(7)和石墨烯加料装置(8),每个加料装置的下方都设置相应的开口,使得所加的原料落入到滚筒搅拌装置(2)的内部。

3.根据权利要求1或2所述一种石墨烯复合微粒制备装置,其特征在于:所述滚筒搅拌装置(2)包括舱体(11),所述舱体(11)的两外侧壁上分别安装有第一旋转电机(10)和第一超声电机(14),在第一旋转电机(10)和第一超声电机(14)的主轴之间安装有搅拌主轴,搅拌主轴上垂直固定有纵向搅拌条(13)和横向拨动板(12),舱体(11)的底部设置有用于下料的舱门机构(15);所述舱门机构(15)采用对称开启式的仓门板(16)。

4.根据权利要求1所述一种石墨烯复合微粒制备装置,其特征在于:所述搅拌蒸干装置(3)包括搅拌蒸干外筒体(19),所述搅拌蒸干外筒体(19)的内部设置有内胆(20),所述内胆(20)和搅拌蒸干外筒体(19)之间的夹层设置有加热装置;在搅拌蒸干外筒体(19)的中心部位设置有中心搅拌轴,所述中心搅拌轴与用于驱动其转动的第二旋转电机(18)主轴相连,所述第二旋转电机(18)下方安装有第二超声电机(17),所述中心搅拌轴上安装有用于搅拌的毛刷(21)。

5.根据权利要求4所述一种石墨烯复合微粒制备装置,其特征在于:所述搅拌蒸干外筒体(19)的直径大于滚筒搅拌装置(2)的舱门机构(15)的开口尺寸;

所述加热装置采用水浴加热装置、电加热装置或者电磁加热装置;

所述搅拌蒸干外筒体(19)的内部采用圆锥形结构,所述内胆(20)采用可拆卸结构;

所述毛刷(21)采用纤维刷。

6.根据权利要求1所述一种石墨烯复合微粒制备装置,其特征在于:所述冷冻蒸干装置(25)采用冷冻真空箱结构;所述冷冻真空箱结构的顶部设置有滑槽(32),所述滑槽(32)上滑动配合有密封盖板(31)。

7.根据权利要求1所述一种石墨烯复合微粒制备装置,其特征在于:所述筛分装置(24)包括从上到下依次层叠设置的大颗粒筛分框(26)、中颗粒筛分框(27)、小颗粒筛分框(28)和最小微粒收集框(29)。

8.根据权利要求1所述一种石墨烯复合微粒制备装置,其特征在于:所述收集系统(5)包括承载架(22),所述承载架(22)上设置有滑轨(30),滑轨(30)上滑动支撑有多层收集板(23),所述收集板(23)能够伸入到筛分装置(24)的筛分框内部。

9.采用权利要求1‑8任意一项所述石墨烯复合微粒制备装置进行石墨烯复合微粒制备的方法,其特征在于包括以下步骤:

步骤一,添加原料:根据配合比分别在无水乙醇加料装置(6)、微粒加料装置(7)和石墨烯加料装置(8)内部加入相应量的无水乙醇、核心粒子和石墨烯粉末;

步骤二,对原料进行混合搅拌:将步骤一中准备好的液体和粉末通过下料之后投入到滚筒搅拌装置(2)的内部,启动第一旋转电机(10)和第一超声电机(14)驱动相应的搅拌主轴,搅拌过程中,通过纵向搅拌条(13)对微粒进行纵向扰动,横向拨动板(12)对微粒进行横向扰动,最后使微粒充分分散在无水乙醇溶液当中;

步骤三,对初步混合制备均匀的混合料进行加热蒸干:开启滚筒搅拌装置(2)的仓门板(16),将物料投放进入到搅拌蒸干装置(3)的搅拌蒸干外筒体(19)的内部,并启动第二超声电机(17)和第二旋转电机(18)驱动中心搅拌轴,通过中心搅拌轴带动毛刷(21),同时启动加热装置,搅拌蒸干装置(3)用于对无水乙醇蒸干,从而使粒子析出,同时在搅拌过程中,不断打散粒子,避免粒子团聚,使粒子分布均匀;第二超声电机(17)辅助松形毛刷(21)对粒子打散;

步骤四,对蒸干的物料进行真空冷冻:通过搅拌蒸干装置(3)搅拌蒸干完后,由于石墨烯复合微粒疏松多孔的缘故,会很容易吸收来自空气中的水分或无水乙醇,需要利用真空干燥系统(25)在冷冻真空条件,对石墨烯复合微粒进行蒸干;

步骤五,对石墨烯复合微粒进行筛分:搅拌蒸干完的石墨烯复合微粒,将会被收集到大颗粒筛分板(26)中,此时各级筛分板开始晃动筛分,微粒依次流经中颗粒筛分框(27)、小颗粒筛分框(28)和最小微粒收集框(29);

步骤六,对筛分完成的石墨烯复合微粒进行收集:筛分完毕后,将收集板(23)伸入各级筛分框中,将筛分框取出,最后供实验人员收集取用。