本发明涉及一种石墨烯水凝胶的制备装置，可以在制备过程中有效监测石墨烯水凝胶的制备情况，属于碳材料制备领域。
背景技术：
石墨烯气凝胶，也称三维多孔石墨烯材料，是石墨烯由二维到三维自组装的固体碳材料，其内部具有大量微纳米级别的多孔结构，使其具有较高的比表面积进而提供了更多的吸附空间，三维结构的实现也让其在水处理，催化剂，隔热，电学器件，传感器等方面具有潜在的应用价值。
石墨烯气凝胶的制备方法中，水热还原自组装法被认为是目前最简易行之有效的方法，原理是以氧化石墨烯溶液为前驱体，在高温高压的条件下使其二维结构自组装成三维结构，再将形成的石墨烯水凝胶进行干燥处理，得到石墨烯气凝胶。由于现有的制备石墨烯水凝胶采用的水热还原法所涉及的制备装置存在两方面问题，一是反应釜材料和结构导致不易于观察和监测，二是加热方式多为将反应釜放置于加热装置中来提供外部加热环境，导致加热装置设定温度与实际釜内温度有差异。上述两方面问题为监测和调控石墨烯水凝胶的制备带来一定难度，也影响了科研人员对石墨烯气凝胶后续性能的研究。
技术实现要素：
针对现有技术的不足之处，本发明提供了一种石墨烯水凝胶的制备装置，可以达到石墨烯水凝胶便于观察和在线监测实际制备条件的目的，在获得了石墨烯水凝胶的同时解决了实时监测和调控制备过程的效果。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种石墨烯水凝胶的制备装置，主要由不锈钢釜体、数据监测系统和加热板组成。其中不锈钢釜体由排气阀、快开夹、支架、釜体上封、密封圈、高压玻璃、密封组件、高压玻璃压板、釜体下封组成；数据监测系统由压力传感器、温度传感器1、温度传感器2组成；两块加热板可拆卸，对称安装在不锈钢釜体两侧。
排气阀安装在釜体上封上，釜体上封位于不锈钢釜体上方可拆卸，釜体下封位于石墨烯水凝胶制备釜体下方不可拆卸，快开夹用于锁紧釜体上封确保不锈钢釜体气密性。支架位于釜体下方起到支撑作用，密封圈用于保证釜体上封与周边釜体之间的密闭性，反应过程可通过装在釜体两侧的高压玻璃观察，高压玻璃压板位于高压玻璃外侧用于固定和保证安全性，密封组件用于保证高压玻璃与周边釜体之间的密闭性；压力传感器和温度传感器1安装在釜体上封上，对釜内反应物的压力和温度进行实时监测，温度传感器2安装在釜体一侧的加热板上，对外部加热温度进行实时检测。
本发明的有益效果是：提供了一种可有效在线监测的石墨烯水凝胶制备装置。本发明对石墨烯水凝胶制备的监测效果好，装置简单易操作，数据易得及维护成本低。
附图说明
图1是本发明外部结构示意图；
图2是本发明内部结构示意图。
图中：1.排气阀，2.压力传感器，3.快开夹，4.加热板，5.支架，6.温度传感器1，7.温度传感器2，8.釜体上封，9.密封圈，10.高压玻璃，11.密封组件，12.高压玻璃压板，13.釜体下封。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明具体的实施方法：
一种石墨烯水凝胶的制备装置，主要由不锈钢釜体、数据监测系统和加热板组成。其中不锈钢釜体由排气阀(1)、快开夹(3)、支架(5)、釜体上封(8)、密封圈(9)、高压玻璃(10)、密封组件(11)、高压玻璃压板(12)、釜体下封(13)组成；数据监测系统由压力传感器(2)、温度传感器1(6)、温度传感器2(7)组成；两块加热板(4)可拆卸，对称安装在不锈钢釜体两侧。
排气阀(1)安装在釜体上封(8)上，釜体上封(8)位于不锈钢釜体上方可拆卸，釜体下封(13)位于石墨烯水凝胶制备釜体下方不可拆卸，快开夹(3)用于锁紧釜体上封(8)确保不锈钢釜体气密性。支架(5)位于釜体下方起到支撑作用，密封圈(9)用于保证釜体上封(8)与周边釜体之间的密闭性，反应过程可通过装在釜体两侧的高压玻璃(10)观察，高压玻璃压板(12)位于高压玻璃(10)外侧用于固定和保证安全性，密封组件(11)用于保证高压玻璃(10)与周边釜体之间的密闭性；压力传感器(2)和温度传感器1(6)安装在釜体上封(8)上，对釜内反应物的压力和温度进行实时监测，温度传感器2(7)安装在釜体一侧的加热板(4)上，对外部加热温度进行实时检测。
本发明的工作原理和工作过程为：
氧化石墨烯溶液作为前驱体放入不锈钢釜体内部，盖上釜体上封(8)，用快开夹(3)扣紧釜体上封(8)，将两块加热板(4)安装在不锈钢釜体两侧，同时将温度传感器2(7)插入到其中一块加热板(4)上，接通加热板电源，随着温度升高釜体内部的氧化石墨烯溶液处于高温高压条件下进行自组装反应，此时压力传感器(2)和温度传感器1(6)通过软件实时监测釜体内部温度和压力数据，石墨烯水凝胶的成型情况可通过高压玻璃(10)进行观察。反应完成后待冷却至室温，打开排气阀(1)将釜体内部压力完全释放后开启装置取出石墨烯水凝胶。
1.一种石墨烯水凝胶的制备装置，主要由不锈钢釜体、数据监测系统和加热板组成。其中不锈钢釜体由排气阀(1)、快开夹(3)、支架(5)、釜体上封(8)、密封圈(9)、高压玻璃(10)、密封组件(11)、高压玻璃压板(12)、釜体下封(13)组成；数据监测系统由压力传感器(2)、温度传感器1(6)、温度传感器2(7)组成；两块加热板(4)可拆卸，对称安装在不锈钢釜体两侧。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯水凝胶的制备装置，其特征在于：排气阀(1)安装在釜体上封(8)上，釜体上封(8)位于不锈钢釜体上方可拆卸，釜体下封(13)位于石墨烯水凝胶制备釜体下方不可拆卸，快开夹(3)用于锁紧釜体上封(8)确保不锈钢釜体气密性。支架(5)位于釜体下方起到支撑作用，密封圈(9)用于保证釜体上封(8)与周边釜体之间的密闭性，反应过程可通过装在釜体两侧的高压玻璃(10)观察，高压玻璃压板(12)位于高压玻璃(10)外侧用于固定和保证安全性，密封组件(11)用于保证高压玻璃(10)与周边釜体之间的密闭性。
3.根据权利要求1所述的一种石墨烯水凝胶的制备装置，其特征在于：压力传感器(2)和温度传感器1(6)安装在釜体上封(8)上，对釜内反应物的压力和温度进行实时监测，温度传感器2(7)安装在釜体一侧的加热板(4)上，对外部加热温度进行实时检测。
技术总结