本發(fā)明涉及一種裝置，尤其是涉及一種用于制備量子碳素的電化學(xué)氧化發(fā)生器。

背景技術(shù)：

眾所周知，碳元素是自然界中存在的與人類最密切相關(guān)、最重要的元素之一。它具有SP、SP2、SP3雜化的多樣電子軌道特性，尤其是碳碳雙鍵sp2雜化的異向性導(dǎo)致晶體的各向?qū)?，使得以碳元素為唯一?gòu)成元素的碳素結(jié)構(gòu)材料具有各式各樣的性質(zhì)，而且，新碳素材料還在不斷被發(fā)現(xiàn)和人工制得。可以說(shuō)，沒有任何元素能像碳這樣作為單一元素可形成像三維金剛石晶體、二維石墨層片、一維卡賓和碳納米管、零維富勒烯分子等如此之多的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)完全不同的物質(zhì)。譬如碳素結(jié)構(gòu)體中的石墨烯片材料就有太多優(yōu)越性，而且在太陽(yáng)能電池、傳感器方面、納米電子學(xué)、高性能納電子器件、復(fù)合材料、場(chǎng)發(fā)射材料、氣體傳感器及能量存儲(chǔ)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。近年來(lái)，科學(xué)家和致力于探索制備單層石墨烯的途徑，尤其是要制備高質(zhì)量、產(chǎn)率高、成本低、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的石墨烯的方法。目前公知比較成熟的制備石墨烯的方法主要有以下幾種：①剝離法，包括微機(jī)械剝離法和溶劑剝離法等；②生長(zhǎng)法，包括晶體外延生長(zhǎng)、取向附生法、化學(xué)氣相沉積等；③氧化還原石墨法，包括常用的Hummers法、Standenmaier法、Brodie法等；④其它方法，主要有電弧放電法、石墨層間化學(xué)物途徑法、目前非常新穎的高溫淬火法與碳納米管剝開法等。其中氧化還原石墨法具有簡(jiǎn)單且多元化的工藝，是常用的制備石墨烯的方法，但只適合于實(shí)驗(yàn)室少量制備用于研究，大量制備容易產(chǎn)生大量廢酸、廢水等引起環(huán)境污染。

同樣，碳素結(jié)構(gòu)體這些具有優(yōu)秀性質(zhì)的材料，到目前為止，其各種制備方法在成本和環(huán)保等方面還沒有根本性的突破。規(guī)?；苽涓哔|(zhì)量、低成本、環(huán)保型的碳素晶體材料是所有應(yīng)用的基礎(chǔ),發(fā)展低成本可控的制備方法是當(dāng)下最急需解決的問題。

量子碳素包括了粒徑為0.3-100nm的碳素粒子的單層石墨烯、多層石墨烯、納米碳結(jié)構(gòu)體，在所述碳素粒子的表層具有含有碳、氫、氧、氮的化合物，所述含有碳、氫、氧、氮的化合物包括稠環(huán)芳烴、含有碳氧單鍵的化合物、含有碳氧雙鍵的化合物、含有碳?xì)滏I的化合物。

量子碳素是碳元素的一種熱力學(xué)不穩(wěn)定但動(dòng)力學(xué)較穩(wěn)定的亞穩(wěn)定物質(zhì)。構(gòu)成量子碳素的基材是單分散碳原子或碳原子簇。以石墨烯為例，當(dāng)石墨烯片層產(chǎn)生一定的彎曲結(jié)構(gòu)時(shí)，則使處于平衡狀態(tài)的碳原子具有一定的應(yīng)力能并處于較高能量狀態(tài)。不同碳同素異性體中碳元素所具有的能量各不相同，石墨中碳原子的能量為零為最穩(wěn)定狀態(tài)，富勒烯球C60中碳原子的能量最高達(dá)0.45eV，C240約為0.15eV，納米碳管和金剛石中碳原子能量在0.02～0.03eV，要克服石墨烯彎曲結(jié)構(gòu)的應(yīng)力能,不同的碳同素異體的生成熱有差別。最穩(wěn)定的石墨其生成熱Hf(g·c)為零；金剛石為1.67KJ/mol；C60為42.51KJ/mol；C70為40.38KJ/mol碳，要使石墨變成彎曲結(jié)構(gòu)形成不同碳同素異體，必須從外部施加更高能量使之在受激狀態(tài)下形成能量更高的單分散碳原子或碳原子簇.這些可控式激態(tài)能量的供給，可以通過(guò)本發(fā)明的特殊加工方法實(shí)現(xiàn)，并可以選擇性的制備出不同碳結(jié)構(gòu)體。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的：

一種用于制備量子碳素的電化學(xué)氧化發(fā)生器，包括殼體和設(shè)置于殼體內(nèi)腔中的至少一組正負(fù)極板發(fā)生組件，殼體左側(cè)壁上設(shè)有進(jìn)液口a和進(jìn)氣口b，殼體右側(cè)壁上設(shè)有出料口c；殼體底部設(shè)有一個(gè)U形托架托架上架有一中心軸，正負(fù)極板發(fā)生組件設(shè)置在中心軸上。

優(yōu)選地，所述正負(fù)極板發(fā)生組件包括正極板和負(fù)極板，垂直設(shè)置，所述正極板為石墨化三高(高密度：比重＞1.80、高純度：石墨＞99.9％、高強(qiáng)度：抗拉強(qiáng)度＞30.00MPa)；負(fù)極板為表面鍍有Pt或Ni的314#不銹鋼或314#不銹鋼制成的金屬極板，所述負(fù)極板上均勻地分布直徑為1～2mm×(50～300)個(gè)的通孔。中心軸上設(shè)有一個(gè)彈性調(diào)節(jié)間隙裝置，用于調(diào)節(jié)正極板和負(fù)極板之間的間隙，調(diào)節(jié)范圍為0.5mm～10mm；

優(yōu)選地，所述彈性調(diào)節(jié)間隙裝置包括垂直設(shè)置在中心軸上的滑動(dòng)片以及固定在滑動(dòng)片上的調(diào)節(jié)螺栓，調(diào)節(jié)彈簧的一端與正負(fù)極板發(fā)生組件接觸，另一端與滑動(dòng)片接觸，正極板和負(fù)極板之間設(shè)有絕緣彈簧。

因此，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單、成本低、易于控制，容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)?；a(chǎn)，且無(wú)三廢產(chǎn)生，生產(chǎn)的單層石墨烯、多層石墨烯、以及碳結(jié)構(gòu)粒子顆粒度均勻，純度高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。

附圖說(shuō)明

圖1為電化學(xué)氧化發(fā)生器部分(1)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為電化學(xué)氧化發(fā)生器部分(1)中沿K-K線剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為電化學(xué)氧化發(fā)生器部分(1)中負(fù)極板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為電化學(xué)氧化發(fā)生器部分(1)中正極板的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。

實(shí)施例：

本發(fā)明涉及的電化學(xué)氧化發(fā)生器部分(1)包括殼體和設(shè)置于殼體內(nèi)腔中的至少一組正負(fù)極板發(fā)生組件(1-1；1-2)，殼體左側(cè)壁上設(shè)有進(jìn)液口a和進(jìn)氣口b，殼體右側(cè)壁上設(shè)有出料口c。正極板1-2為石墨化三高(高密度：比重＞1.80、高純度：石墨＞99.9％、高強(qiáng)度：抗拉強(qiáng)度＞30.00MPa)；負(fù)極板1-1為314#不銹鋼或314#不銹鋼表面鍍有Pt或Ni的金屬極板，并均勻地分布直徑為2mm×50-300個(gè)的通孔。1-3為聚四氟乙烯材質(zhì)的托架；1-4為聚四氟乙烯材質(zhì)的中心軸；1-5為彈性調(diào)節(jié)間隙裝置，調(diào)節(jié)1-1和1-2之間的間隙，調(diào)節(jié)范圍為0.5mm～10mm。

彈性調(diào)節(jié)間隙裝置包括垂直設(shè)置在中心軸上的滑動(dòng)片以及固定在滑動(dòng)片上的調(diào)節(jié)螺栓，調(diào)節(jié)彈簧的一端與正負(fù)極板發(fā)生組件接觸，另一端與滑動(dòng)片接觸，正極板和負(fù)極板之間設(shè)有絕緣彈簧

本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說(shuō)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。