本发明涉及石墨烯加工,尤其涉及一种石墨烯加工装置及方法。
背景技术:
1、石墨烯是碳的同素异形体,碳原子以sp2杂化键合形成单层六边形蜂窝晶格石墨烯。利用石墨烯这种晶体结构可以构建富勒烯(c60)、石墨烯量子点,碳纳米管、纳米带、多壁碳纳米管和纳米角。堆叠在一起的石墨烯层(大于10层)即形成石墨,层间通过范德华力保持在一起,晶面间距0.335纳米。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。
2、石墨烯制备加工方法中包括机械剥离法、氧化还原法、sic外延生长法等,而石墨烯薄膜的制备方法为化学气象沉积法(即cvd法)。其中,氧化还原法加工成石墨烯,一般的石墨烯原料为颗粒或者粉末状,加工之后的石墨烯也为粉末状,且石墨烯原料一般也包括矿石形态的天然石墨、粉末形态的石墨粉以及氧化石墨等,而利用氧化还原法制备成石墨烯在利用将矿石形态的天然石墨作为原料时,则需要将其进行粉碎加工。
3、现有技术中一些常规的石墨烯粉碎加工装置中,尤其是通过碾压形式粉碎的装置,在运行过程中,容易出现物料聚体情况,导致对物料碾压粉碎的效果差,进而需要反复的长时间进行碾压操作,这也将影响到物料粉碎质量和加工效率,为了对此进行改善,需要设计一种石墨烯加工装置及方法。
技术实现思路
1、本发明的目的是为了解决上述问题而提供一种石墨烯加工装置及方法。
2、为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
3、本发明的一种石墨烯加工装置及方法,包括:
4、石墨烯加工罐体,其用以装载待粉碎加工的石墨烯生产原料;
5、碾碎槽,其为开设在所述石墨烯加工罐体内壁上的多组,多组所述碾碎槽呈周向连续分布在所述石墨烯加工罐体内壁上;
6、转动支撑机构,其用以将所述石墨烯加工罐体呈水平状态进行支撑并驱动所述石墨烯加工罐体轴向转动;
7、转动主轴,其同轴设置在所述石墨烯加工罐体内部并通过轴承与所述石墨烯加工罐体之间转动连接;
8、第一驱动电机,其设置在所述石墨烯加工罐体上外侧表面一端,所述第一驱动电机的旋转端与所述转动主轴之间同轴连接;
9、以及连续局部碾压式粉碎机构,其为设置在所述转动主轴上结构相同的多组,所述连续局部碾压式粉碎机构连续对多组所述碾碎槽内部的石墨烯生产原料进行碾压粉碎。
10、进一步的,所述石墨烯加工罐体为圆柱形桶状结构且其一端具有圆锥形结构,所述石墨烯加工罐体的圆锥形结构的一端设有料口以及用以封闭所述料口的封盖。
11、进一步的,所述转动支撑机构包括装配基座以及设置在所述装配基座上并分别支撑在所述石墨烯加工罐体下方两个端部位置的转动支撑机构和转动驱动机构。
12、进一步的,所述转动支撑机构包括弧形托板,其通过支架安装在所述装配基座上表面且所述弧形托板的弧形面与所述石墨烯加工罐体外弧面对应,所述弧形托板上朝向所述石墨烯加工罐体的弧形面上均匀分布多组承重滚轮使所述石墨烯加工罐体沿其轴向滚动于多组所述承重滚轮上。
13、进一步的,所述转动驱动机构包括两组支撑辊筒,两组所述支撑辊筒均通过支架安装在所述装配基座上表面并支撑在所述石墨烯加工罐体两侧下方位置,两组所述石墨烯加工罐体均与所述石墨烯加工罐体之间同轴设置并与所述石墨烯加工罐体之间相对滚动配合;
14、所述装配基座上表面设有第二驱动电机,两组所述石墨烯加工罐体中的其中一组所述石墨烯加工罐体通过带传动与所述第二驱动电机之间传动配合。
15、进一步的,所述石墨烯加工罐体上设有所述料口的一端设有第一支撑轴,所述装配基座上表面通过支架支撑设置有第二支撑轴,所述第二支撑轴一端铰接在支架上、另一端通过轴承与所述第一支撑轴之间同轴可转动连接。
16、进一步的,每组所述连续局部碾压式粉碎机构均包括:
17、第一框架,其垂直设置在所述石墨烯加工罐体内部的所述转动主轴上,所述第一框架一侧为与所述转动主轴之间相互平行设置的轴体,所述第一框架上的轴体上同轴套设多组转动套筒,所述转动套筒与所述第一框架上的轴体之间通过轴承转动连接;
18、固定式碾碎辊,其设置在所述转动套筒的一侧并通过设置第一连接柱与所述转动套筒之间固定连接;
19、以及转动式碾碎辊,其设置在所述转动套筒的反向于所述固定式碾碎辊的一侧,所述转动式碾碎辊上设置支撑其轴向转动的第二框架,所述第二框架与多组所述转动套筒之间固定连接。
20、进一步的,所述固定式碾碎辊平行于所述转动主轴设置。
21、进一步的,所述转动式碾碎辊平行于所述转动主轴设置。
22、一种基于石墨烯加工装置的石墨烯加工方法,加工方法包括以下步骤:
23、步骤一、准备待粉碎加工的石墨烯加工原料;
24、步骤二、将石墨烯加工原料自所述料口加入到所述石墨烯加工罐体内;
25、步骤三、启动装置运行,使所述石墨烯加工罐体轴向转动以使石墨烯加工原料被分散到多组所述碾碎槽内部;
26、步骤四、在所述步骤三进行时,同步运行所述连续局部碾压式粉碎机构,使其连续向多组所述碾碎槽内进行碾压动作,以碾压粉碎石墨烯加工原料;
27、步骤五、粉碎加工完成后,使所述石墨烯加工罐体倾斜并从所述料口倒出粉碎后原料收集使用;
28、步骤六、使装置归位放置,完成石墨烯加工工作。
29、在上述技术方案中,本发明提供的一种石墨烯加工装置及方法,具有以下
30、有益效果:
31、本装置通过多组碾碎槽分散大颗粒的石墨烯生产原料,并通过连续局部碾压式粉碎机构在多组碾碎槽内进行连续的碾压以对石墨烯生产原料进行粉碎,避免出现原料堆积而影响到碾压粉碎效果,提高粉碎加工效率。
1.一种石墨烯加工装置及方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯加工装置及方法,其特征在于,所述石墨烯加工罐体(1)为圆柱形桶状结构且其一端具有圆锥形结构,所述石墨烯加工罐体(1)的圆锥形结构的一端设有料口(5)以及用以封闭所述料口(5)的封盖(6)。
3.根据权利要求2所述的一种石墨烯加工装置及方法,其特征在于,所述转动支撑机构包括装配基座(7)以及设置在所述装配基座(7)上并分别支撑在所述石墨烯加工罐体(1)下方两个端部位置的转动支撑机构和转动驱动机构。
4.根据权利要求3所述的一种石墨烯加工装置及方法,其特征在于,所述转动支撑机构包括弧形托板(8),其通过支架安装在所述装配基座(7)上表面且所述弧形托板(8)的弧形面与所述石墨烯加工罐体(1)外弧面对应,所述弧形托板(8)上朝向所述石墨烯加工罐体(1)的弧形面上均匀分布多组承重滚轮(9)使所述石墨烯加工罐体(1)沿其轴向滚动于多组所述承重滚轮(9)上。
5.根据权利要求3所述的一种石墨烯加工装置及方法,其特征在于,所述转动驱动机构包括两组支撑辊筒(10),两组所述支撑辊筒(10)均通过支架安装在所述装配基座(7)上表面并支撑在所述石墨烯加工罐体(1)两侧下方位置,两组所述石墨烯加工罐体(1)均与所述石墨烯加工罐体(1)之间同轴设置并与所述石墨烯加工罐体(1)之间相对滚动配合;
6.根据权利要求1所述的一种石墨烯加工装置及方法,其特征在于,所述石墨烯加工罐体(1)上设有所述料口(5)的一端设有第一支撑轴(12),所述装配基座(7)上表面通过支架支撑设置有第二支撑轴(13),所述第二支撑轴(13)一端铰接在支架上、另一端通过轴承与所述第一支撑轴(12)之间同轴可转动连接。
7.根据权利要求1所述的一种石墨烯加工装置及方法,其特征在于,每组所述连续局部碾压式粉碎机构均包括:
8.根据权利要求7所述的一种石墨烯加工装置及方法,其特征在于,所述固定式碾碎辊(16)平行于所述转动主轴(3)设置。
9.根据权利要求7所述的一种石墨烯加工装置及方法,其特征在于,所述转动式碾碎辊(18)平行于所述转动主轴(3)设置。
10.一种基于石墨烯加工装置的石墨烯加工方法,其特征在于,加工方法包括以下步骤: