本發明涉及石墨烯的生產，尤其是涉及一種可提高批量制備石墨烯質量的氧化劑可控添加裝置。
背景技術：
石墨烯是一種由碳原子呈蜂窩狀堆疊的單原子層二維材料，在力學、電學、熱學等多領域內的均有優異的性能體現，這使得石墨烯在能源、國防、醫學等眾多方面受到重視并得到迅速研究。然而，高質量石墨烯的大批量合成生產一直是限制其在工業上應用的瓶頸。雖然目前已經開發出多種石墨烯合成方法如氧化—還原法、機械剝離法、氣相沉積法、電化學剝離法等，但是由于成本、設備、安全等問題，除氧化-還原法以外，其他方法均難以實現工業化應用。所謂的氧化-還原法，即是基于Hummers法(W.S.Hummers,R.E.Offeman,Preparation of Graphitic Oxide,J.Am.Chem.Soc.80(1958)1339；D.C.Marcano,D.V.Kosynkin,J.M.Berlin,A.Sinitskii,Z.Z.Sun,A.Slesarev,L.B.Alemany,W.Lu,J.M.Tour,Improved synthesis of graphene oxide,ACS Nano 4(2010)4806–4814.)，通過強氧化劑(KMnO4，H2O2,NaNO3)和強酸(濃硫酸、磷酸等)與膨脹石墨插層反應得到氧化石墨，然后通過超聲剝離分散得到帶有眾多含氧基團的石墨烯原液，稱為氧化石墨烯。然后通過化學還原或熱還原除去含氧基團來獲得石墨烯。這種方法其成本低廉，容易實現，有希望實現工業化生產。
在制備氧化石墨烯原液的過程中，氧化劑濃度是一個關鍵工藝參數，若氧化劑濃度較低，則最后獲得的氧化石墨烯層數較多，性能因此變差。若氧化劑濃度過高，則最后獲得的石墨烯具有很多缺陷，性能也將變差。尤其是在大規模生產中，傳統的氧化劑添加方法不能在短時間內使氧化劑濃度均勻，也會造成部分膨脹石墨過度氧化、部分欠氧化的現象，嚴重影響最終石墨烯產品的均勻性。
技術實現要素：
本發明的目的是針對現有的石墨烯批量生產中存在的上述不足，提供可獲得高質量石墨烯產品的可提高批量制備石墨烯質量的氧化劑可控添加裝置。
本發明設有進料倉、進氣與進料管道；所述進料倉上部開口設有進料口，進料倉下端安裝有篩網和閥門，閥門和進氣與進料管道連接，所述進氣與進料管道的一端連通至反應室，進氣與進料管道中間設有安全閥門，進氣與進料管道的另一端設有管道接口，管道接口外接進氣口。
所述進氣與進料管道的直徑可為10～16mm。所述進氣與進料管道可采用脈沖式噴氣。
本發明使用時，采用脈沖氣流控制并推動固體粉末進料的方法，在石墨烯批量制備工藝中實現氧化劑的可控添加，從而優化氧化劑的添加速度和比例，提高氧化劑濃度的均勻性。
本發明的優點和有益效果有：
1.本發明通過脈沖噴氣的方式，控制氣體壓強和流量可以進而控制氧化劑粉末進料的量，并實現進料比例控制。
2.本發明所述進氣與進料管道一端裝有管道接口，可以外接不同尺寸的噴氣管道，實現不同進料速率。
附圖說明
圖1為本發明實施例的結構組成示意圖。
具體實施方式
下面將結合附圖和實施例對本發明進一步闡述。
參見圖1，本發明實施例設有進料倉1、進氣與進料管道4；所述進料倉1上部開口設有進料口，進料倉1下端安裝有篩網2和閥門3，閥門3和進氣與進料管道4連接，所述進氣與進料管道4的一端連通至反應室，進氣與進料管道4中間設有安全閥門5，進氣與進料管道4的另一端設有管道接口6，管道接口6外接進氣口B。
所述進氣與進料管道的直徑可為10～16mm。
所述進氣與進料管道可采用脈沖式噴氣。
以下給出本發明的使用方法：
打開位于進料倉1下端的閥門3以及位于進氣與進料管道4中間的安全閥門5，由進料端A向進料倉1中添加固體粉末物料，物料經過篩網2的篩遴后落入進氣與進料管道4的安全閥門5和出料端C之間，通過脈沖控制的壓縮氣體由進氣端B進入進氣與進料管道4并轟擊在物料堆上，被脈沖壓縮氣體推動的物料由出料端C噴出，進入反應室；至此，一次進料過程完成。
本發明采用脈沖氣流推送固體粉末進料的方法，在石墨烯批量制備工藝中用于實現氧化劑的可控添加，從而優化氧化劑的添加速度和比例，提高氧化劑濃度的均勻性，減少因氧化劑濃度不均勻造成的石墨烯缺陷，從而獲得高質量的石墨烯粉體或溶液。