阅读说明：本技术 一种石墨烯复合碳毡的制备方法 (Preparation method of graphene composite carbon felt ) 是由 陈永贵 于 2019-08-28 设计创作，主要内容包括：本发明属于复合碳毡制备领域,尤其是一种石墨烯复合碳毡的制备方法,针对现有的对碳毡进行切片时,不便于对产生的废料及灰尘进行处理,容易污染生产环境的问题,现提出如下方案,其包括以下步骤：S1：将粘结剂加入N,N-二甲基甲酰胺中,搅拌混合均匀,然后再加入石墨烯和有机溶剂搅拌混合均匀,制得混合液；S2：对碳毡进行定位,使用切割设备对碳毡切片,使用除尘设备对灰尘进行处理,然后标号并称取原始重量,然后浸入混合液中；S3：将浸泡好的碳毡取出,放入烘箱中烘干,本发明能够有效的对废料及灰尘进行处理,避免污染生产环境,同时能够防止碳毡卷材在切割时位置发生偏移,且可以根据切割尺寸调整切刀的位置。(the invention belongs to the field of composite carbon felt preparation, and particularly relates to a preparation method of a graphene composite carbon felt, aiming at the problems that the existing carbon felt is inconvenient to treat produced waste and dust and easy to pollute the production environment when being sliced, the following scheme is proposed, and the preparation method comprises the following steps: s1: adding the binder into N, N-dimethylformamide, uniformly stirring and mixing, then adding the graphene and the organic solvent, and uniformly stirring and mixing to obtain a mixed solution; s2: positioning the carbon felt, slicing the carbon felt by using cutting equipment, treating dust by using dust removing equipment, marking and weighing the original weight, and then immersing the carbon felt into the mixed solution; s3: the soaked carbon felt is taken out and put into a drying oven for drying, the waste materials and dust can be effectively treated, the pollution to the production environment is avoided, meanwhile, the position of the carbon felt coiled material can be prevented from being deviated during cutting, and the position of the cutter can be adjusted according to the cutting size.)

一种石墨烯复合碳毡的制备方法

技术领域

本发明涉及复合碳毡制备技术领域，尤其涉及一种石墨烯复合碳毡的制备方法。

背景技术

石墨烯（Graphene）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，被认为是一种未来革命性的材料。

经检索，申请号为201811342101.1的专利文件公开了一种石墨烯复合碳毡的制备方法，包括以下步骤：(1)将50～150mg的粘结剂隔膜剪碎，并放入100～300mL的N,N-二甲基甲酰胺中，在120～150°C的温度条件下搅拌2～5h后，隔膜完全溶于N,N-二甲基甲酰胺中，形成混合液；其中，粘结剂隔膜为Nafion隔膜、N-甲基吡咯烷酮NMP隔膜、聚乙烯PE隔膜、聚四氟乙烯PTFE颗粒或聚偏氟氯乙烯PVDF粉末，粘结剂隔膜的厚度为40～60μm；(2)将100～300mg石墨烯放入步骤(1)得到的混合液中；(3)将400～500mL的有机溶剂混入步骤(2)所得的混合液，并搅拌8～20h，转速500～700rpm/s；(4)将碳毡切片、标号，并称取原始重量；(5)将步骤(4)的碳毡浸入步骤(3)得到的混合液5～25次，每次浸入后沉积石墨烯的时间为2～5s；(6)将步骤(5)得到的碳毡放入烘箱中，并在100～150°C的温度下烘干时间8～20h，获得石墨烯复合碳毡，碳毡上的石墨烯膜层厚度为1～10μm；(7)烘干后取出对应标号的碳毡，并称取重量记录，称量完毕后，封存碳毡，待用。

但是上述的专利文件在对碳毡进行切片时，不便于对产生的废料及灰尘进行处理，容易污染生产环境，因此我们提出了一种石墨烯复合碳毡的制备方法，用来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在对碳毡进行切片时，不便于对产生的废料及灰尘进行处理，容易污染生产环境的缺点，而提出的一种石墨烯复合碳毡的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种石墨烯复合碳毡的制备方法，包括以下步骤：

S1：将粘结剂加入N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌混合均匀，然后再加入石墨烯和有机溶剂搅拌混合均匀，制得混合液；

S2：对碳毡进行定位，使用切割设备对碳毡切片，使用除尘设备对灰尘进行处理，然后标号并称取原始重量，然后浸入混合液中；

S3：将浸泡好的碳毡取出，放入烘箱中烘干，制得石墨烯复合碳毡；

S4：对石墨烯复合碳毡进行堆叠，并称取重量记录，最后入库存放。

优选的，所述S1中，粘结剂的量为40-160mg，石墨烯的量为150-350mg，N,N-二甲基甲酰胺的量为100-350mL。

优选的，所述S1中，将粘结剂加入N,N-二甲基甲酰胺中，投入到搅拌设备内搅拌混合均匀，然后再加入石墨烯和有机溶剂搅拌混合均匀，搅拌设备的转速为500-550r/min，搅拌时间为1-2h。

优选的，所述S2中，碳毡卷材经送料机构输送到切割台上，在送料的同时通过压辊将碳毡卷材压平，然后通过电动推杆驱动框架下压，通过框架对碳毡卷材进行压紧。

优选的，所述S2中，切割设备包括气缸和切刀，由气缸驱动切刀下移对碳毡卷材进行切割。

优选的，所述S2中，除尘设备由吸尘器、吸尘管和集尘罩组成，在切割的同时打开吸尘器，对切割时产生的废料进行灰尘进行抽吸。

优选的，所述切割台上设有挡板，碳毡卷材的一端与挡板接触，气缸和切刀可以在导轨上水平移动，导轨上设有刻度线，通过切割碳毡卷材的尺寸可以气缸和切刀的位置进行调整。

优选的，所述集尘罩与摆动机构连接，摆动机构与气缸配合，气缸推动切刀运动的同时，会驱动摆动机构使集尘罩不断的进行前后摆动，增大抽吸范围。

优选的，所述S3中，烘箱的烘干温度为100-150°C。

优选的，所述摆动机构包括转动轴，集尘罩与转动轴固定连接，气缸的输出轴上固定安装有压板，压板上开设有螺纹孔，转动轴上设有多段螺纹，相邻的两组的螺纹的旋向相反，气缸驱动压板下压，压板上的螺纹孔与转动轴上的多段螺纹啮合配合，可以使转动轴带动集尘罩不断的进行前后摆动。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

（1）本方案通过电动推杆驱动框架下压，通过框架对碳毡卷材进行压紧，能够防止碳毡卷材在切割时位置发生偏移；

（2）本方案气缸和切刀可以在导轨上水平移动，导轨上设有刻度线，通过切割碳毡卷材的尺寸可以气缸和切刀的位置进行调整；

（3）本方案通过除尘机构可以有效的废料及灰尘进行抽吸处理，同时集尘罩可以不断的进行前后摆动，增大抽吸范围；

（4）本发明能够有效的对废料及灰尘进行处理，避免污染生产环境，同时能够防止碳毡卷材在切割时位置发生偏移，且可以根据切割尺寸调整切刀的位置。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一

一种石墨烯复合碳毡的制备方法，包括以下步骤：

S1：将粘结剂加入N,N-二甲基甲酰胺中，投入到搅拌设备内搅拌混合均匀，然后再加入石墨烯和有机溶剂搅拌混合均匀，搅拌设备的转速为500r/min，搅拌时间为1h，粘结剂的量为40mg，石墨烯的量为150mg，N,N-二甲基甲酰胺的量为100mL，；

S2：对碳毡进行定位，使用切割设备对碳毡切片，使用除尘设备对灰尘进行处理，然后标号并称取原始重量，然后浸入混合液中，碳毡卷材经送料机构输送到切割台上，在送料的同时通过压辊将碳毡卷材压平，然后通过电动推杆驱动框架下压，通过框架对碳毡卷材进行压紧，切割设备包括气缸和切刀，由气缸驱动切刀下移对碳毡卷材进行切割，除尘设备由吸尘器、吸尘管和集尘罩组成，在切割的同时打开吸尘器，对切割时产生的废料进行灰尘进行抽吸，切割台上设有挡板，碳毡卷材的一端与挡板接触，气缸和切刀可以在导轨上水平移动，导轨上设有刻度线，通过切割碳毡卷材的尺寸可以气缸和切刀的位置进行调整，集尘罩与摆动机构连接，摆动机构与气缸配合，气缸推动切刀运动的同时，会驱动摆动机构使集尘罩不断的进行前后摆动，增大抽吸范围，摆动机构包括转动轴，集尘罩与转动轴固定连接，气缸的输出轴上固定安装有压板，压板上开设有螺纹孔，转动轴上设有多段螺纹，相邻的两组的螺纹的旋向相反，气缸驱动压板下压，压板上的螺纹孔与转动轴上的多段螺纹啮合配合，可以使转动轴带动集尘罩不断的进行前后摆动；

S3：将浸泡好的碳毡取出，放入烘箱中烘干，制得石墨烯复合碳毡，烘箱的烘干温度为100°C；

S4：对石墨烯复合碳毡进行堆叠，并称取重量记录，最后入库存放。

实施例二

一种石墨烯复合碳毡的制备方法，包括以下步骤：

S1：将粘结剂加入N,N-二甲基甲酰胺中，投入到搅拌设备内搅拌混合均匀，然后再加入石墨烯和有机溶剂搅拌混合均匀，搅拌设备的转速为510r/min，搅拌时间为1.4h，粘结剂的量为60mg，石墨烯的量为200mg，N,N-二甲基甲酰胺的量为150mL，；

S2：对碳毡进行定位，使用切割设备对碳毡切片，使用除尘设备对灰尘进行处理，然后标号并称取原始重量，然后浸入混合液中，碳毡卷材经送料机构输送到切割台上，在送料的同时通过压辊将碳毡卷材压平，然后通过电动推杆驱动框架下压，通过框架对碳毡卷材进行压紧，切割设备包括气缸和切刀，由气缸驱动切刀下移对碳毡卷材进行切割，除尘设备由吸尘器、吸尘管和集尘罩组成，在切割的同时打开吸尘器，对切割时产生的废料进行灰尘进行抽吸，切割台上设有挡板，碳毡卷材的一端与挡板接触，气缸和切刀可以在导轨上水平移动，导轨上设有刻度线，通过切割碳毡卷材的尺寸可以气缸和切刀的位置进行调整，集尘罩与摆动机构连接，摆动机构与气缸配合，气缸推动切刀运动的同时，会驱动摆动机构使集尘罩不断的进行前后摆动，增大抽吸范围，摆动机构包括转动轴，集尘罩与转动轴固定连接，气缸的输出轴上固定安装有压板，压板上开设有螺纹孔，转动轴上设有多段螺纹，相邻的两组的螺纹的旋向相反，气缸驱动压板下压，压板上的螺纹孔与转动轴上的多段螺纹啮合配合，可以使转动轴带动集尘罩不断的进行前后摆动；

S3：将浸泡好的碳毡取出，放入烘箱中烘干，制得石墨烯复合碳毡，烘箱的烘干温度为110°C；

S4：对石墨烯复合碳毡进行堆叠，并称取重量记录，最后入库存放。

实施例三

一种石墨烯复合碳毡的制备方法，包括以下步骤：

S1：将粘结剂加入N,N-二甲基甲酰胺中，投入到搅拌设备内搅拌混合均匀，然后再加入石墨烯和有机溶剂搅拌混合均匀，搅拌设备的转速为520r/min，搅拌时间为1.6h，粘结剂的量为80mg，石墨烯的量为250mg，N,N-二甲基甲酰胺的量为200mL，；

S2：对碳毡进行定位，使用切割设备对碳毡切片，使用除尘设备对灰尘进行处理，然后标号并称取原始重量，然后浸入混合液中，碳毡卷材经送料机构输送到切割台上，在送料的同时通过压辊将碳毡卷材压平，然后通过电动推杆驱动框架下压，通过框架对碳毡卷材进行压紧，切割设备包括气缸和切刀，由气缸驱动切刀下移对碳毡卷材进行切割，除尘设备由吸尘器、吸尘管和集尘罩组成，在切割的同时打开吸尘器，对切割时产生的废料进行灰尘进行抽吸，切割台上设有挡板，碳毡卷材的一端与挡板接触，气缸和切刀可以在导轨上水平移动，导轨上设有刻度线，通过切割碳毡卷材的尺寸可以气缸和切刀的位置进行调整，集尘罩与摆动机构连接，摆动机构与气缸配合，气缸推动切刀运动的同时，会驱动摆动机构使集尘罩不断的进行前后摆动，增大抽吸范围，摆动机构包括转动轴，集尘罩与转动轴固定连接，气缸的输出轴上固定安装有压板，压板上开设有螺纹孔，转动轴上设有多段螺纹，相邻的两组的螺纹的旋向相反，气缸驱动压板下压，压板上的螺纹孔与转动轴上的多段螺纹啮合配合，可以使转动轴带动集尘罩不断的进行前后摆动；

S3：将浸泡好的碳毡取出，放入烘箱中烘干，制得石墨烯复合碳毡，烘箱的烘干温度为120°C；

S4：对石墨烯复合碳毡进行堆叠，并称取重量记录，最后入库存放。

实施例四

一种石墨烯复合碳毡的制备方法，包括以下步骤：

S1：将粘结剂加入N,N-二甲基甲酰胺中，投入到搅拌设备内搅拌混合均匀，然后再加入石墨烯和有机溶剂搅拌混合均匀，搅拌设备的转速为540r/min，搅拌时间为1.8h，粘结剂的量为140mg，石墨烯的量为300mg，N,N-二甲基甲酰胺的量为300mL，；

S2：对碳毡进行定位，使用切割设备对碳毡切片，使用除尘设备对灰尘进行处理，然后标号并称取原始重量，然后浸入混合液中，碳毡卷材经送料机构输送到切割台上，在送料的同时通过压辊将碳毡卷材压平，然后通过电动推杆驱动框架下压，通过框架对碳毡卷材进行压紧，切割设备包括气缸和切刀，由气缸驱动切刀下移对碳毡卷材进行切割，除尘设备由吸尘器、吸尘管和集尘罩组成，在切割的同时打开吸尘器，对切割时产生的废料进行灰尘进行抽吸，切割台上设有挡板，碳毡卷材的一端与挡板接触，气缸和切刀可以在导轨上水平移动，导轨上设有刻度线，通过切割碳毡卷材的尺寸可以气缸和切刀的位置进行调整，集尘罩与摆动机构连接，摆动机构与气缸配合，气缸推动切刀运动的同时，会驱动摆动机构使集尘罩不断的进行前后摆动，增大抽吸范围，摆动机构包括转动轴，集尘罩与转动轴固定连接，气缸的输出轴上固定安装有压板，压板上开设有螺纹孔，转动轴上设有多段螺纹，相邻的两组的螺纹的旋向相反，气缸驱动压板下压，压板上的螺纹孔与转动轴上的多段螺纹啮合配合，可以使转动轴带动集尘罩不断的进行前后摆动；

S3：将浸泡好的碳毡取出，放入烘箱中烘干，制得石墨烯复合碳毡，烘箱的烘干温度为140°C；

S4：对石墨烯复合碳毡进行堆叠，并称取重量记录，最后入库存放。

实施例五

一种石墨烯复合碳毡的制备方法，包括以下步骤：

S1：将粘结剂加入N,N-二甲基甲酰胺中，投入到搅拌设备内搅拌混合均匀，然后再加入石墨烯和有机溶剂搅拌混合均匀，搅拌设备的转速为550r/min，搅拌时间为2h，粘结剂的量为160mg，石墨烯的量为350mg，N,N-二甲基甲酰胺的量为350mL，；

S2：对碳毡进行定位，使用切割设备对碳毡切片，使用除尘设备对灰尘进行处理，然后标号并称取原始重量，然后浸入混合液中，碳毡卷材经送料机构输送到切割台上，在送料的同时通过压辊将碳毡卷材压平，然后通过电动推杆驱动框架下压，通过框架对碳毡卷材进行压紧，切割设备包括气缸和切刀，由气缸驱动切刀下移对碳毡卷材进行切割，除尘设备由吸尘器、吸尘管和集尘罩组成，在切割的同时打开吸尘器，对切割时产生的废料进行灰尘进行抽吸，切割台上设有挡板，碳毡卷材的一端与挡板接触，气缸和切刀可以在导轨上水平移动，导轨上设有刻度线，通过切割碳毡卷材的尺寸可以气缸和切刀的位置进行调整，集尘罩与摆动机构连接，摆动机构与气缸配合，气缸推动切刀运动的同时，会驱动摆动机构使集尘罩不断的进行前后摆动，增大抽吸范围，摆动机构包括转动轴，集尘罩与转动轴固定连接，气缸的输出轴上固定安装有压板，压板上开设有螺纹孔，转动轴上设有多段螺纹，相邻的两组的螺纹的旋向相反，气缸驱动压板下压，压板上的螺纹孔与转动轴上的多段螺纹啮合配合，可以使转动轴带动集尘罩不断的进行前后摆动；

S3：将浸泡好的碳毡取出，放入烘箱中烘干，制得石墨烯复合碳毡，烘箱的烘干温度为150°C；

S4：对石墨烯复合碳毡进行堆叠，并称取重量记录，最后入库存放。

通过实施例一至五提出的一种石墨烯复合碳毡的制备方法，能够有效的对废料及灰尘进行处理，避免污染生产环境，同时能够防止碳毡卷材在切割时位置发生偏移，且可以根据切割尺寸调整切刀的位置。且实施例三为最佳实施例。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。