1.一种在干态锥形研磨剥离石墨烯的成套设备,其特征在于包括预反应装置、锥形研磨耐高压剥离装置、气流分级系统和回收系统组成。
2.根据权利要求1所述的一种在干态锥形研磨剥离石墨烯的成套设备,其特征在于:预反应装置包括微波预热装置、插层液添加装置、搅拌装置、离心分离装置和干燥装置;预热处理装置通过直管外接进料口相连,通过进料口添加石墨原料和插层液,干燥装置通过导管与锥形研磨耐高压剥离装置相连,生产过程中首先将石墨原料加入进料口,并通过计量装置计量后,转入预反应装置,通过微博预热装置加热至400 600℃,微波预热时间控制在~
10 s 50 min,使得石墨原料形成微膨胀石墨,然后和通过插层液进料口计量后的插层液共~同转移至搅拌装置,进行预插层反应,搅拌装置转速为 700 5000 转/分钟,搅拌的时间为1~
3h,以保证石墨和插层液充分混合,提高其插层反应效率,最后将获得中间产物经离心分~
离装置分离和干燥装置处理后,通过导管转移至锥形研磨耐高压剥离装置。
3.根据权利要求1所述的一种在干态锥形研磨剥离石墨烯的成套设备,其特征在于:锥形研磨耐高压剥离装置包括锥形螺杆挤出机、加压装置和膨胀剂添加装置,生产制备过程中锥形螺杆挤出机转速为600 1500r/min,膨胀剂为干冰、液氮、液氧中的任意一种或多种~的混合物,膨胀剂与石墨的质量比为 1:9 150:1,利用膨胀剂气化或液化过程中体积膨胀,~释放高压,催进石墨插层化合物的膨胀,显著提升石墨烯的剥离效率,最后将剥离后的石墨烯和膨胀剂混合物气流通过导管转移至气流分级装置。
4.根据权利要求1所述的一种在干态锥形研磨剥离石墨烯的成套设备,其特征在于:气流分级装置包括旋转分级轮、过渡室、驱动主轴系统,当剥离后的石墨烯和膨胀剂混合物气流进入气流分级装置时,通过旋转分级轮将混合物气流从叶片由外向内流动,利用叶片之间的流道阻止石墨烯通过,并调整电机轴的转速,达到理想的分选石墨烯微粉的目数,该装置具有性能好、精密度高,分级效果好的优点,最后,产生的废气经过导管进入回收系统。
5.根据权利要求1所述的一种在干态锥形研磨剥离石墨烯的成套设备,其特征在于:回收系统可将气流分级装置产生的废气回收,经多重滤网过滤后,将高温气体压缩液化,通入锥形研磨耐高压剥离装置重复利用,减少废气排放,节能环。