一种氧化石墨烯预膨胀炉的制作方法

1.本实用新型涉及氧化石墨烯热还原领域，具体涉及一种氧化石墨烯预膨胀炉。


背景技术：

2.随着石墨烯应用越来越广泛，石墨烯需求量也随之增长，使用热还原方法还原氧化石墨烯来制备石墨烯是一种常用的石墨烯制备方法，然而直接进行热还原会因为氧化石墨烯含氧基团的分解气化脱离，造成氧化石墨烯材料的膨胀喷溅，导致物料损失并且不方便收集，喷溅飞出的石墨烯颗粒也可能会进入电源控制器导致线路短路。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种氧化石墨烯预膨胀炉，对氧化石墨烯先进行一次预膨胀，释放出氧化石墨烯中的一部分含氧基团，从而避免了热还原过程中氧化石墨烯的膨胀飞溅问题。
4.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种氧化石墨烯预膨胀炉，其特征在于，采用密闭的卧式预膨胀炉结构，其包括炉体、一组旋转炉支架和设置在旋转炉支架之间的加热圈支架，所述炉体两端分别以转动的方式连接在旋转炉支架上，所述炉体的中部外侧套设有加热线圈，且炉体与加热线圈之间为分离式设计，加热线圈固定连接在加热圈支架上，加热线圈外部设置有保温层，所述炉体的一端设置有料盖，料盖以可拆卸的方式与炉体相连。
5.进一步的，所述炉体一端连接有驱动其转动的电机，炉体另一端设置有泄压阀。
6.进一步的，所述炉体上连接有温度传感器和压力表。
7.进一步的，所述加热线圈通过一线圈骨架架设在炉体外部，该线圈骨架外部设置保温层并固定连接在加热圈支架上，线圈骨架内侧固定有加热线圈。
8.更进一步的，所述线圈骨架设置为由两骨架支部拼合而成，与之相连的保温层和加热线圈相应分别由两保温支部和线圈支部拼合而成。
9.更进一步的，两骨架支部的横截面均为半圆弧形，二者通过端部铰接相连，二者拼合后形成圆筒状的线圈骨架。
10.进一步的，所述料盖端部和炉体上均设置有一法兰盘，料盖与炉体之间通过法兰盘相连，两法兰盘之间通过锁紧螺丝固定连接。
11.进一步的，所述炉体设置为中部炉径大于端部炉径的结构。
12.本实用新型的有益效果是：本实用新型通过设置的架设在旋转炉支架上的可旋转的卧式密封结构的炉体，用作氧化石墨烯热还原前的预膨胀容器，能够有效避免氧化石墨烯在后续热还原过程中的膨胀飞溅、造成物料损失，便于物料的收集。
附图说明
13.图1是本实用新型一实施例的剖面结构示意图；
14.图2是本实用新型另一实施例线圈骨架的截面结构示意图；
15.图中：1.炉体，2.旋转炉支架，3.加热圈支架，4.加热线圈，40.线圈支部，41.线圈骨架，410.骨架支部，5.保温层，50.保温支部，6.料盖，61.法兰盘，610.锁紧螺丝，7.电机，8.泄压阀，9.温度传感器，10.压力表。
具体实施方式
16.下面结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
17.如图1所示，本实施例的氧化石墨烯预膨胀炉，采用密闭的卧式预膨胀炉结构，其包括炉体1、一组旋转炉支架2和设置在旋转炉支架2之间的加热圈支架3，所述炉体1设置为中部炉径大于端部炉径的结构，炉体1两端分别以转动的方式连接在旋转炉支架2上；所述炉体1的中部外侧套设有加热线圈4，且炉体1与加热线圈4之间为分离式设计，加热线圈4固定连接在加热圈支架3上，加热线圈4外部设置有保温层5，可减小热量损失以达到节能的目的；所述炉体1的一端设置有料盖6，料盖6以可拆卸的方式与炉体1相连，具体地，料盖6端部和炉体1上均设置有一法兰盘61，料盖6与炉体1之间通过法兰盘61相连，两法兰盘61之间通过锁紧螺丝610固定连接，以方便进行填料、卸料；炉体1一端连接有驱动其转动的电机7，炉体1另一端设置有泄压阀8，当旋转炉内的压力增大到一定值后可进行泄压以保证安全，炉体1上连接有温度传感器9和压力表10，以便实时检测旋转炉内的温度和压力，同时，温度传感器外连有控制器，控制器又与加热线圈电连接，温度传感器可实时向控制器反馈温度，控制器再控制加热线圈功率大小来调节旋转炉内温度；炉体外端的支撑轴上设有齿轮，该齿轮和电机齿轮连接，电机转速通过控制器进行调节，从而达到对旋转炉转速的调节。
18.生产过程中，一般采用hummers法制备氧化石墨烯材料，然后喷雾干燥制备氧化石墨烯粉末材料，将氧化石墨烯粉末材料首先置于本实施例的预膨胀炉中进行不间断预膨胀，通过加热方式去除一部分氧化石墨烯粉末中的含氧基团，防止出现下步对氧化石墨烯高温热处理时出现粉末喷溅问题。同时预膨胀使用的是密闭预膨胀炉，因此氧化石墨烯粉末膨胀后粉末不会到处迸溅，都留存于密闭的预膨胀炉中，经预膨胀后的氧化石墨烯材料再经高温热处理法制得还原氧化石墨烯粉末，
19.（1）该预膨胀炉的预膨胀方式是在密闭旋转炉中进行，所以避免了氧化石墨烯粉末预膨胀而粉末颗粒四处喷溅进入电源控制器导致线路短路，同时也避免了因粉末喷溅导致物料的损失。
20.（2）预膨胀后的氧化石墨烯粉末进行热还原，热还原过程氧化石墨烯不会再出现膨胀飞溅问题，也不会因喷溅造成物料损失，热还原后制备的还原氧化石墨烯粉末也会完好的保存在物料盒中，方便收集。
21.（3）预膨胀炉上有齿轮，可由电机带动预膨胀炉旋转，因此氧化石墨烯粉末在预膨胀过程中更均匀，可保证氧化石墨烯粉末预膨胀完全。
22.（4）旋转炉和加热丝外层包裹有保温层，可减小热量损失，从而可达到节能的目的。
23.（5）旋转炉上有温度传感器和压力表，可实时监测旋转炉内的温度和压力，并且旋转炉上有泄压阀门，若旋转炉内压力过大可进行泄压。所以该预膨胀炉体系具有更高的安
全性。
24.（6）该预膨胀炉体系有多个旋转炉，所以可实现连续化生产，提升预膨胀效率。
25.本实用新型的另一实施例中，加热线圈4通过一线圈骨架41架设在炉体1外部，如图2所示，该线圈骨架41外部设置保温层5并固定连接在加热圈支架3上，线圈骨架41内侧固定有加热线圈4。所述线圈骨架41设置为由上下布置的两骨架支部410拼合而成，与之相连的保温层5和加热线圈4相应分别由两保温支部50和线圈支部40拼合而成，即均由上下两部分构成，两骨架支部410的横截面均为半圆弧形，二者通过一端铰接相连，二者拼合后形成圆筒状的线圈骨架41，如此能够使其上半部分绕铰接点打开。如此结构设计的线圈骨架、加热线圈和保温层，便于炉体的更换，实现不间断预膨胀生产，从而提高预膨胀效率。


技术特征：
1.一种氧化石墨烯预膨胀炉，其特征在于，采用密闭的卧式预膨胀炉结构，其包括炉体（1）、一组旋转炉支架（2）和设置在旋转炉支架（2）之间的加热圈支架（3），所述炉体（1）两端分别以转动的方式连接在旋转炉支架（2）上，所述炉体（1）的中部外侧套设有加热线圈（4），且炉体（1）与加热线圈（4）之间为分离式设计，加热线圈（4）固定连接在加热圈支架（3）上，加热线圈（4）外部设置有保温层（5），所述炉体（1）的一端设置有料盖（6），料盖（6）以可拆卸的方式与炉体（1）相连。2.根据权利要求1所述的氧化石墨烯预膨胀炉，其特征在于，所述炉体（1）一端连接有驱动其转动的电机（7），炉体（1）另一端设置有泄压阀（8）。3.根据权利要求1所述的氧化石墨烯预膨胀炉，其特征在于，所述炉体（1）上连接有温度传感器（9）和压力表（10）。4.根据权利要求1所述的氧化石墨烯预膨胀炉，其特征在于，所述加热线圈（4）通过一线圈骨架（41）架设在炉体（1）外部，该线圈骨架（41）外部设置保温层（5）并固定连接在加热圈支架（3）上，线圈骨架（41）内侧固定有加热线圈（4）。5.根据权利要求4所述的氧化石墨烯预膨胀炉，其特征在于，所述线圈骨架（41）设置为由两骨架支部（410）拼合而成，与之相连的保温层（5）和加热线圈（4）相应分别由两保温支部（50）和线圈支部（40）拼合而成。6.根据权利要求5所述的氧化石墨烯预膨胀炉，其特征在于，两骨架支部（410）的横截面均为半圆弧形，二者通过一端铰接相连，二者拼合后形成圆筒状的线圈骨架（41）。7.根据权利要求1所述的氧化石墨烯预膨胀炉，其特征在于，所述料盖（6）端部和炉体（1）上均设置有一法兰盘（61），料盖（6）与炉体（1）之间通过法兰盘（61）相连，两法兰盘（61）之间通过锁紧螺丝（610）固定连接。8.根据权利要求1所述的氧化石墨烯预膨胀炉，其特征在于，所述炉体（1）设置为中部炉径大于端部炉径的结构。

技术总结
本实用新型涉及一种氧化石墨烯预膨胀炉，属于氧化石墨烯热还原领域，其特征在于，采用密闭的卧式预膨胀炉结构，其包括炉体、一组旋转炉支架和设置在旋转炉支架之间的加热圈支架，所述炉体两端分别以转动的方式连接在旋转炉支架上，所述炉体的中部外侧套设有加热线圈，且炉体与加热线圈之间为分离式设计，加热线圈固定连接在加热圈支架上，加热线圈外部设置有保温层，所述炉体的一端设置有料盖，料盖以可拆卸的方式与炉体相连；采用本实用新型的热膨胀炉对氧化石墨烯先进行一次预膨胀，释放出氧化石墨烯中的一部分含氧基团，从而避免了热还原过程中氧化石墨烯的膨胀飞溅问题。热还原过程中氧化石墨烯的膨胀飞溅问题。热还原过程中氧化石墨烯的膨胀飞溅问题。


技术研发人员：李磊 刘同浩 路广 任晓弟 韩卫
受保护的技术使用者：山东金利特新材料有限责任公司
技术研发日：2021.07.06
技术公布日：2021/11/21