一种石墨烯基吸附材料的制备装置及其使用方法
阅读说明：本技术 一种石墨烯基吸附材料的制备装置及其使用方法 (Preparation device and use method of graphene-based adsorption material ) 是由 张玉秀 郭会时 于 2021-08-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种石墨烯基吸附材料的制备装置及其使用方法,涉及石墨烯基吸附材料制备领域。包括承载台、干燥箱,设置于干燥箱上的干燥机构,设置于承载台上方的混合机构。本发明通过设置干燥箱,在干燥箱内部两边都设有安装箱,安装箱内有靠近干燥箱的电热管,风扇输出端对着电热管吹向干燥箱内部,通过温度传感器检测干燥箱内部的温度,风扇、电热管和温度传感器都由控制器控制,当达到温度时,风扇和电热管通过控制器停止工作,使干燥箱内部温度保持稳定,使干燥的固体碳布－氧化石墨烯复合物质量更高。(The invention discloses a preparation device and a use method of a graphene-based adsorption material, and relates to the field of preparation of graphene-based adsorption materials. The drying device comprises a bearing table, a drying box, a drying mechanism arranged on the drying box and a mixing mechanism arranged above the bearing table. According to the invention, the drying box is arranged, the mounting boxes are arranged on two sides in the drying box, the electric heating tube close to the drying box is arranged in the mounting box, the output end of the fan is blown to the interior of the drying box opposite to the electric heating tube, the temperature in the drying box is detected by the temperature sensor, the fan, the electric heating tube and the temperature sensor are all controlled by the controller, and when the temperature is reached, the fan and the electric heating tube stop working through the controller, so that the temperature in the drying box is kept stable, and the quality of the dried solid carbon cloth-graphene oxide compound is higher.)
技术领域
本发明石墨烯基吸附材料制备技术领域，特别是涉及一种石墨烯基吸附材料的制备装置及其使用方法。
背景技术
石墨烯材料因其具有多种独特的性质，自发现以来就引起了材料、半导体器件物理和纳米电子学等领域研究人员极大的兴趣，围绕石墨烯开展的研究热情持续至今，其制作的石墨烯基吸附材料是制作电池的电极材料之一。
石墨烯基吸附材料的制作过程首先是氧化石墨烯分散液由氧化石墨烯粉体分散在溶剂中得到，通过人工进行搅拌，溶剂可以是水、乙醇以及甲醇，再将氧化石墨烯分散液涂抹在碳布上，然后通过在20到100度的环境下干燥一定时间，再在以水合肼为还原剂的环境下化学还原，最后得到石墨烯基吸附材料。
现有的石墨烯基吸附材料制备装置有着制备过程不够完善，缺乏控制石墨烯的自动干燥过程，干燥的温度不能保持在所需的温度中，使得制得的氧化石墨烯复合物质量不够高，还有在制备氧化石墨烯分散液时由于搅拌不够均匀，导致最后制成的氧化石墨烯层的还原过程不能均匀在氧化石墨烯层进行，所以，我们提出一种石墨烯基吸附材料的制备装置及其使用方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种石墨烯基吸附材料的制备装置及其使用方法，使得制得的氧化石墨烯复合物质量不够高，最后制成的氧化石墨烯层的还原过程不能均匀在氧化石墨烯层进行的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种石墨烯基吸附材料的制备装置，包括承载台、干燥箱，设置于干燥箱上的干燥机构，设置于承载台上方的混合机构；
所述干燥机构包括干燥组件以及控制组件，所述干燥组件包括安装箱、风扇以及电热管，所述干燥箱上沿其中轴线对称设置有两个安装箱，每个所述安装箱内部设有一个风扇，所述风扇的输出端对应干燥箱的内部，每个所述安装箱内部等距设有五个电热管，且电热管靠近干燥箱，通过电热管通过通电发热，风扇正对着电热管且吹向干燥箱内；
所述控制组件包括控制器以及温度传感器，所述控制器设置于干燥箱相邻安装箱的一侧，所述温度传感器设置于干燥箱内部一侧，控制器与温度传感器、风扇以及电热管电性连接，根据温度传感器的温度控制器控制风扇和电热管启动和关闭；
所述混合机构包括混合桶以及搅拌组件，所述混合桶设置于干燥箱上表面，所述搅拌组件设于混合桶内部；
所述搅拌组件包括电机、搅拌轴以及搅拌叶片，所述电机设置于混合桶上方，所述搅拌轴一端与电机输出端连接，三个所述搅拌叶片均等距设置于搅拌轴周围，三个搅拌叶片呈圆周阵列。
优选地，所述承载台为长方体结构，所述干燥箱为长方体结构且内部中空。
优选地，所述混合机构还包括进出液组件，所述进出液组件包括进料管以及出液管，所述进料管设于混合桶上方，所述出液管设于混合桶周侧面，通过进料管加入溶剂和氧化石墨烯粉末。
优选地，所述承载台底部设有移动机构，所述移动机构包括减震组件以及移动组件，所述减震组件包括活动杆以及固定柱，所述承载台下方设有四个活动杆，且每个活动杆靠近承载台的一角，每个所述活动杆下方活动设置有一个固定柱，所述移动组件包括挡座、旋转轴以及滚轮，每个所述挡座活动设置于一个固定柱下方，每个所述挡座活动设置有两个相对的旋转轴，两个所述相对的旋转轴之间设有一个滚轮，每个所述固定柱与承载台之间设置一个缓冲弹簧，旋转轴在挡座上旋转，通过与滚轮相连带动滚轮进行选移动，带动装置进行移动。
优选地，所述出液管上设有一个出液阀，所述出液管远离混合桶的一端设有涂抹盒，将碳布放在涂抹盒中进行人工涂抹。
优选地，所述干燥箱内部设有一个盛放盒，所述干燥箱一侧贯穿设置有一个还原液输入管，所述还原液输入管输入端位于干燥箱外部，所述还原液输入管输出端位于盛放盒上方，盛放盒盛放材料进行干燥，通过还原液输入管输入还原液进行还原。
一种石墨烯基吸附材料的制备装置的使用方法，包括以下步骤：
步骤一：在装置上混合配制氧化石墨烯分散液，经过人工涂抹，形成碳布－氧化石墨烯复合物；
步骤二：对碳布－氧化石墨烯复合物进行干燥，形成固体碳布－氧化石墨烯复合物；
步骤三：在装置中对碳布－氧化石墨烯复合物进行还原，得到石墨烯基吸附材料。
优选地，所述步骤一中将氧化石墨烯粉体以及水按照：的比例通过进料管进入混合桶中，启动电机，电机使搅拌轴进行旋转带动搅拌叶片进行搅动，使氧化石墨烯粉体与水充分混合，形成氧化石墨烯分散液，打开出液阀使氧化石墨烯分散液从出液管中流到涂抹盒，人工将氧化石墨烯分散液涂抹在碳布上，形成碳布－氧化石墨烯复合物。
优选地，所述步骤二中将碳布－氧化石墨烯复合物放在盛放盒中，启动电热管，产生热量，再通过风扇将热风吹到干燥箱中，使用温度传感器实时监测干燥箱内部的温度，当温度到达100℃时，通过控制器控制电热管以及风扇停止工作，进行干燥，形成固体碳布－氧化石墨烯复合物，干燥需要分钟。
优选地，所述步骤三中通过还原液输入管在盛放盒中，加入水合肼，通过电热管提高干燥箱内部温度达到120℃，水合肼与氧化石墨烯发生还原反应，分钟后，生成石墨烯基吸附材料，还原反应需要温度条件，温度会改变反应的时间，在高温时还原得更快。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过设置干燥箱，在干燥箱内部两边都设有安装箱，安装箱内有靠近干燥箱的电热管，风扇输出端对着电热管吹向干燥箱内部，通过温度传感器检测干燥箱内部的温度，风扇、电热管和温度传感器都由控制器控制，当达到温度时，风扇和电热管通过控制器停止工作，使干燥箱内部温度保持稳定，使干燥的固体碳布－氧化石墨烯复合物质量更高。
2、本发明通过在混合桶内设置搅拌叶片，搅拌叶片设置在搅拌轴上，搅拌轴通过电机带动旋转，将加入混合桶的氧化石墨烯粉体以及水充分搅拌混合，使氧化石墨烯分散液更均匀，没有固体沉淀，这样在最后进行还原时，水合肼能与碳布－氧化石墨烯复合物充分反应，提高工作效率和成品质量；
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种石墨烯基吸附材料的制备装置的整体结构示意图；
图2为本发明的一种石墨烯基吸附材料的制备装置的正视结构示意图；
图3为本发明图2中A-A处的剖面示意图；
图4为本发明图3中B处局部放大图；
图5为本发明图3中C处局部放大图；
图6为本发明图1中D处局部放大图；
图7为本发明的一种石墨烯基吸附材料的制备装置的使用方法流程示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
110、承载台；120、干燥箱；130、盛放盒；140、还原液输入管；210、安装箱；220、风扇；230、电热管；240、控制器；250、温度传感器；310、混合桶；320、电机；330、搅拌轴；340、搅拌叶片；350、进料管；360、出液管；410、活动杆；420、固定柱；430、挡座；440、旋转轴；450、滚轮；510、出液阀；520、涂抹盒。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“中”、“外”、“内”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例一：
请参阅图1-7所示，本发明为一种石墨烯基吸附材料的制备装置，包括承载台110、干燥箱120，设置于干燥箱120上的干燥机构，设置于承载台110上方的混合机构；
干燥机构包括干燥组件以及控制组件，干燥组件包括安装箱210、风扇220以及电热管230，干燥箱120上沿其中轴线对称设置有两个安装箱210，每个安装箱210内部设有一个风扇220，风扇220的输出端对应干燥箱120的内部，每个安装箱210内部等距设有五个电热管230，且电热管230靠近干燥箱120，通过电热管230通过通电发热，风扇220正对着电热管230且吹向干燥箱120内；
控制组件包括控制器240以及温度传感器250，控制器240设置于干燥箱120相邻安装箱210的一侧，温度传感器250设置于干燥箱120内部一侧，控制器240与温度传感器250、风扇220以及电热管230电性连接，根据温度传感器250的温度控制器240控制风扇220和电热管230启动和关闭；
混合机构包括混合桶310以及搅拌组件，混合桶310设置于干燥箱120上表面，搅拌组件设于混合桶310内部；
搅拌组件包括电机320、搅拌轴330以及搅拌叶片340，电机320设置于混合桶310上方，搅拌轴330一端与电机320输出端连接，三个搅拌叶片340均等距设置于搅拌轴330周围，三个搅拌叶片340呈圆周阵列。
进一步地，承载台110为长方体结构，干燥箱120为长方体结构且内部中空。
进一步地，混合机构还包括进出液组件，进出液组件包括进料管350以及出液管360，进料管350设于混合桶310上方，出液管360设于混合桶310周侧面，通过进料管350加入溶剂和氧化石墨烯粉末。
进一步地，承载台110底部设有移动机构，移动机构包括减震组件以及移动组件，减震组件包括活动杆410以及固定柱420，承载台110下方设有四个活动杆410，且每个活动杆410靠近承载台110的一角，每个活动杆410下方活动设置有一个固定柱420，移动组件包括挡座430、旋转轴440以及滚轮450，每个挡座430活动设置于一个固定柱420下方，每个挡座430活动设置有两个相对的旋转轴440，两个相对的旋转轴440之间设有一个滚轮450，每个固定柱420与承载台110之间设置一个缓冲弹簧460，旋转轴440在挡座430上旋转，通过与滚轮450相连带动滚轮450进行选移动，带动装置进行移动。
进一步地，出液管360上设有一个出液阀510，出液管360远离混合桶310的一端设有涂抹盒520，将碳布放在涂抹盒520中进行人工涂抹。
进一步地，干燥箱120内部设有一个盛放盒130，干燥箱120一侧贯穿设置有一个还原液输入管140，还原液输入管140输入端位于干燥箱120外部，还原液输入管140输出端位于盛放盒130上方，盛放盒130盛放材料进行干燥，通过还原液输入管140输入还原液进行还原。
实施例二：
一种石墨烯基吸附材料的制备装置的使用方法，包括以下步骤：
步骤一：在装置上混合配制氧化石墨烯分散液，经过人工涂抹，形成碳布－氧化石墨烯复合物；
步骤二：对碳布－氧化石墨烯复合物进行干燥，形成固体碳布－氧化石墨烯复合物；
步骤三：在装置中对碳布－氧化石墨烯复合物进行还原，得到石墨烯基吸附材料。
进一步地，步骤一中将氧化石墨烯粉体以及水按照1:20的比例通过进料管350进入混合桶310中，启动电机320，电机320使搅拌轴330进行旋转带动搅拌叶片340进行搅动，使氧化石墨烯粉体与水充分混合，形成氧化石墨烯分散液，打开出液阀510使氧化石墨烯分散液从出液管360中流到涂抹盒520，人工将氧化石墨烯分散液涂抹在碳布上，形成碳布－氧化石墨烯复合物。
进一步地，步骤二中将碳布－氧化石墨烯复合物放在盛放盒130中，启动电热管230，产生热量，再通过风扇220将热风吹到干燥箱120中，使用温度传感器250实时监测干燥箱120内部的温度，当温度到达100℃时，通过控制器240控制电热管230以及风扇220停止工作，进行干燥，形成固体碳布－氧化石墨烯复合物，干燥需要10分钟。
进一步地，步骤三中通过还原液输入管140在盛放盒130中，加入水合肼，通过电热管230提高干燥箱120内部温度达到120℃，水合肼与氧化石墨烯发生还原反应，1分钟后，生成石墨烯基吸附材料，还原反应需要温度条件，温度会改变反应的时间，在高温时还原得更快。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。