一种对海绵表面石墨烯涂层装置的制作方法

1.本发明涉及石墨烯材料技术领域，尤其涉及一种对海绵表面石墨烯涂层装置。


背景技术：

2.石墨烯具有独特的二维晶体结构决定了其具有优异的电学、力学和热学性能。制备石墨烯海绵的方法主要有：直接制备出石墨烯海绵，还有通过现有的海绵进行二次制备得到石墨烯海绵；在二次制备石墨烯海绵的方法中，包括有通过制备氧化石墨烯，然后通过搅拌方式将海绵放入到溶液池中浸泡，然后再通过还原方法进行还原，烘干后等得石墨烯海绵，实现对海绵表面实现石墨烯涂层，其中还包括有通过电泳方式制备石墨烯海绵等操作。
3.在电泳制备石墨烯海绵涂层方法中，都需要将海绵完全浸泡在放置有溶液的容器内，然后再将制备好的海绵捞起进行沥水以及烘干等操作，其中所使用的石墨烯分散液中含有：水合肼水溶液、硫酸、双氧水等，具有挥发性，而制备石墨烯海绵涂层的过程中，需要将电泳完成后的海绵直接捞起，且与空气接触，挥发性物质散发到空气中，危害人体健康；而且对于带有大量溶液的海绵在挥发后还容易造成试剂的浪费，无法再次利用，不利于节能环保。


技术实现要素：

4.本发明的目的是针对背景技术中存在的问题，提出一种避免溶液与空气接触挥发的海绵表面石墨烯涂层装置。
5.本发明的技术方案：一种对海绵表面石墨烯涂层装置，包括底盘架以及通过支杆组固定的溶液仓，所述溶液仓的上侧通过铰链转动连接有仓盖，所述溶液仓的内侧设置有用于将海绵进行电泳的放置机构；
6.所述放置机构包括贯穿溶液仓两侧的短轴，所述溶液仓的外侧固定有输出端与一侧的短轴固定的电机，两个所述短轴相互靠近的一侧均通过u形连接件共同固定有滤网框，所述滤网框的内侧设置有用于将海绵固定的限制组件，所述仓盖的内侧固定有底封板，所述底封板的下侧设置有与海绵两端接触的电极组件，所述电极组件包括固定在底封板下侧的两个下延板，所述下延板上转动连接有转轴，所述转轴上固定有与海绵两端接触的接电电极，所述转轴的一端固定有收卷轮，所述收卷轮上收卷固定有拉绳，所述收卷轮上固定有用于保持收卷轮与海绵稳定接触的配重块，所述仓盖的内顶部固定有伴随仓盖内部气压变化牵引拉绳的驱动组件；
7.所述溶液仓的下侧通过下排管固定连通有封闭箱，所述下排管上设置有控制阀，所述封闭箱的内部滑动设置有存放盒，所述存放盒上固定套设有与封闭箱内壁紧贴的外活塞件，所述存放盒的下侧固定有承载件，所述承载件与封闭箱之间通过扣合件卡接，所述承载件的上侧固定有辅助驱动放置机构转动的辅助组件。
8.优选的，所述限制组件包括设置在滤网框内侧的滤网盖，所述滤网盖的上侧固定
有两个矩形板，两个所述矩形板相靠近一侧均贯穿设置有插板，两个所述插板上均固定有方块板，所述方块板与插板之间固定有插销弹簧。
9.优选的，所述驱动组件包括固定在仓盖内的空心柱，所述空心柱的内部滑动设置有两个活塞，两个所述活塞之间形成空腔，两个所述活塞相互远离的一侧均固定有贯穿空心柱内壁且与拉绳固定的l形活动件。
10.优选的，所述底封板的上侧开设有两个用于贯穿拉绳的穿孔，所述拉绳位于穿孔内。
11.优选的，所述溶液仓的内底部设置有与外部冷却水管连接的冷凝管，所述底封板的下侧固定有用于加热的加热管，所述加热管的两端均连接有能与两个接电电极配合的接电件。
12.优选的，所述扣合件包括活动套设在承载件上的定位板，所述定位板上设置有对接口，所述封闭箱的一侧固定有与对接口插接的外凸块。
13.优选的，所述辅助组件包括固定在承载件上的方柱，所述方柱的顶部固定有顶板，所述方柱上活动套设有滑动板，所述滑动板与顶板之间设置有套设在方柱上的缓冲弹簧，所述滑动板上固定有齿条杆，另一侧的所述短轴一端固定有与齿条杆啮合传动的齿轮。
14.优选的，所述封闭箱的左侧以及右侧均开设有用于承载件运动的对开口，所述存放盒的下侧连通连接有排液管，所述排液管上设置有阀门。
15.优选的，所述接电电极包括上半部位为直杆的直杆部，所述接电电极的下半部为固定在直杆部下端且横向设置的j字形部。
16.与现有技术相比，本发明具有如下有益的技术效果：
17.通过放置机构中的滤网框和滤网盖的配合，通过矩形板与滤网框的限定插接，实现了对放置在滤网框与滤网盖之间的海绵能够被限制，方便与接电电极稳定接触，通过设置的电极组件与驱动组件的配合，实现了在关闭且密封仓盖与溶液仓后，接电电极两端与海绵接触，在通电后可自动进行电泳；
18.通过设置的封闭箱与存放盒以及外活塞件的配合，当在电泳完成后，将溶液仓内的溶液通过下排管排入到存放盒内，由于溶液的自身重力，实现了存放盒的下移，进而溶液仓与仓盖所形成的密封环境以及封闭箱与存放盒内处于负压条件，并且伴随着溶液的重量改变而负压压强不同，在负压条件下，溶液自身的沸点等特性会随之降低，利于烘干操作，并且在负压条件下，将自动启动加热管的工作，加热管的电加热效果以及冷凝管的冷凝效果对气化的溶液冷凝并可流动至存放盒内，可将置于滤网框内的海绵加速烘干；
19.通过设置的放置机构以及烘干效果，在制备石墨烯海绵涂层的操作流程中，尽可能降低了溶液与空气的接触，减少了溶液内的挥发性物质的挥发，降低了对环境的污染以及对人体的损害，并且减少了溶液的流失浪费；
20.通过电机的驱动，以及滤网框、滤网盖等部件的设置在加热管开始工作时，能够通过滤网框以及滤网盖实现对溶液仓内的空气进行扰流，加速空气流动，保证内部空气问对更加均匀，并且也促进了冷凝管与空气的接触量，能够加速烘干效果；
21.通过设置的辅助机构能够在存放盒下移后，通过缓冲弹簧的弹性作用，实现了缓冲效果，可缓慢通过齿条杆下移，并且齿条杆与齿轮相互啮合可对齿轮固定的短轴进行转动，促进在电机启动前进行辅助驱动效果，降低电机启动时的高负载运动，可降低对电机的
高功率需求。
附图说明
22.图1给出本发明一种实施例的结构示意图；
23.图2为图1的正视剖视图；
24.图3为图1的a处放大结构示意图；
25.图4为图1的右视图；
26.图5为图4中b-b方向的剖视立体图；
27.图6为图5的c处放大结构示意图；
28.图7为图1中放置机构的结构示意图；
29.图8为图7的部分结构剖视图；
30.图9为图1的d处放大结构示意图；
31.图10为图1的e处放大结构示意图。
32.附图标记：
33.1、底盘架；11、支杆组；
34.2、溶液仓；21、仓盖；
35.22、短轴；221、u形连接件；222、滤网框；
36.23、滤网盖；
37.24、矩形板；241、插板；242、方块板；243、插销弹簧；
38.25、底封板；
39.26、空心柱；261、活塞；262、l形活动件；
40.27、下延板；271、转轴；272、接电电极；273、收卷轮；274、拉绳；275、配重块；
41.28、电机；
42.3、下排管；31、控制阀；
43.4、封闭箱；41、存放盒；411、外活塞件；42、承载件；
44.5、方柱；51、滑动板；52、顶板；53、缓冲弹簧；54、齿条杆；55、齿轮；
45.6、加热管；61、接电件；
46.7、冷凝管。
具体实施方式
47.下文结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。
48.实施例一
49.本发明提出的一种对海绵表面石墨烯涂层装置，参考图1-3所示，包括底盘架1以及通过支杆组11固定的溶液仓2，溶液仓2的内底部加工成向中心倾斜的漏斗状，方便进行内部的液体全部汇聚并流完。溶液仓2的上侧通过铰链转动连接有仓盖21，仓盖21远离铰链的一侧与溶液仓2之间设置有锁扣，仓盖21的下侧以及溶液仓2的顶部均设置有用于加强密封性的密封框；仓盖21的前侧设置有用于方便打开的提手。溶液仓2的内侧设置有用于将海绵进行电泳的放置机构；
50.参考图5-10所示，放置机构包括贯穿溶液仓2两侧的短轴22，溶液仓2的外侧固定
有输出端与一侧的短轴22固定的电机28，电机28通过固定在溶液仓2上的安装架固定。两个短轴22相互靠近的一侧均通过u形连接件221共同固定有滤网框222，u形连接件221与溶液仓2之间转动连接，滤网框222的内侧设置有用于将海绵固定的限制组件；限制组件包括设置在滤网框222内侧的滤网盖23，滤网盖23的上侧固定有两个矩形板24，两个矩形板24相靠近一侧均贯穿设置有插板241，两个插板241上均固定有方块板242，方块板242与插板241之间固定有插销弹簧243，滤网框222上开设有用于两个插板241贯穿的限定孔，插板241插接在限定孔内。通过限制组件中的插板241与限定孔的配合，方便滤网盖23与滤网框222之间限定位置，进而能够确保海绵处于正常状态，不会被压缩。
51.参考图6-8所示，仓盖21的内侧固定有底封板25，底封板25的下侧设置有与海绵两端接触的电极组件，电极组件包括固定在底封板25下侧的两个下延板27，下延板27上转动连接有转轴271，转轴271上固定有与海绵两端接触的接电电极272，接电电极272包括上半部位为直杆的直杆部，接电电极272的下半部为固定在直杆部下端且横向设置的j字形部；接电电极272的上端通过导线分别与固定在仓盖21上的接电口正负极连接，方便与外部电源接通。通过接电电极272的j字形部方便接电电极272与接电电极272侧边接触时，能够通过j字形部的弯折设计利于与海绵贴合。转轴271的一端固定有收卷轮273，收卷轮273上收卷固定有拉绳274，底封板25的上侧开设有两个用于贯穿拉绳274的穿孔，拉绳274位于穿孔内；在本实施例中，拉绳274采用为碳纤维等材料复合制成，耐疲劳性好，热膨胀系数小，耐腐蚀性好等特点。收卷轮273上固定有用于保持收卷轮273与海绵稳定接触的配重块275，通过设置的配重块275能够实现配重效果，确保接电电极272能够稳定与海绵侧边接触。仓盖21的内顶部固定有伴随仓盖21内部气压变化牵引拉绳274的驱动组件。
52.参考图8所示，驱动组件包括固定在仓盖21内的空心柱26，空心柱26的内部滑动设置有两个活塞261，两个活塞261之间形成空腔，两个活塞261相互远离的一侧均固定有贯穿空心柱26内壁且与拉绳274固定的l形活动件262，空心柱26的两侧均开设有用于l形活动件262滑动的滑动孔，l形活动件262位于滑动孔内。
53.参考图1、5和图6所示，溶液仓2的下侧通过下排管3固定连通有封闭箱4，下排管3上设置有控制阀31，通过阀门的控制能够实现对溶液仓2与封闭箱4之间的隔绝。封闭箱4的内部滑动设置有存放盒41，存放盒41上固定套设有与封闭箱4内壁紧贴的外活塞件411，存放盒41的下侧固定有承载件42，承载件42与封闭箱4之间通过扣合件卡接，扣合件包括活动套设在承载件42上的定位板422，定位板422上设置有对接口，封闭箱4的一侧固定有与对接口插接的外凸块421；封闭箱4的左侧以及右侧均开设有用于承载件42运动的对开口，对开口的上侧固定有限制块，限制外活塞件411滑动至对开口处，保证封闭箱4与存放盒41、外活塞件411的密封性。存放盒41的下侧连通连接有排液管，排液管上设置有阀门；通过排液管方便收集剩余的溶液，并且通过下排管3流动至存放盒41内，也能对溶液起到混匀效果。承载件42的上侧固定有辅助驱动放置机构转动的辅助组件。
54.参考图2-3所示，溶液仓2的内底部设置有与外部冷却水管连接的冷凝管7，冷凝管7的两端分别与外部的冷却水管连接后，冷却水的流动保持冷凝管7的的问对稳定，并且通过冷凝管7的热传导作用，能够确保冷凝管7外侧达到适合的温度。底封板25的下侧固定有用于加热的加热管6，加热管6的两端均连接有能与两个接电电极272配合的接电件61。
55.本实施例中，在进行电镀操作前，需要预先将溶液准备足够；然后将仓盖21打开，
将预先准备好的海绵取来，然后将插板241拉动，使得插板241脱离与滤网框222的插接，使得滤网盖23脱离滤网框222内，然后将海绵放置到滤网框222内，然后滤网盖23盖上，在将插板241拉动，使得插板241与滤网框222插接完成；将溶液加入到溶液仓2内，直至完全没过加入的海绵，然后再将仓盖21关闭，然后将仓盖21与溶液仓2封闭密封。
56.在预先准备工作完成后，将接电电极272通过接电口与外部的电源连接，进而接电电极272通电，在电泳作用下，使得溶液仓2内放置在溶液中的海绵表面附着上石墨烯涂层，在通电达到一定时间后，然后将定位板422脱离与外凸块421的对接，然后再将下排管3上的控制阀31打开，将溶液仓2内的溶液排出至存放盒41内，存放盒41内承接溶液仓2内的溶液，进而在溶液仓2内溶液的重力作用下，存放盒41上的外活塞件411与封闭箱4滑动下移，进而通过下排管3与封闭箱4和溶液仓2相连通的空腔均处于负压状态，通过底封板25上的穿孔能够使得仓盖21与底封板25之间所形成的空腔同样处于负压状态，进而进而活塞261之间所形成的空腔的气压大于仓盖21与底封板25内部空腔，使得活塞261与空心柱26滑动相互远离，进而l形活动件262拉动拉绳274，并且在底封板25上的穿孔内，进而使得收卷拉绳274的收卷轮273转动，进而收卷轮273固定的转轴271带动接电电极272转动，并且接电电极272将与接电件61接触，进而使得加热管6通电后加热，对溶液仓2内部空气加热，由于溶液仓2的内部空气压强变小，进而溶液仓2内的水气的露点温度伴随着压强降低而降低，进而促进内部的溶液气体被冷凝管7进行凝结，促进干燥效果。
57.在接电电极272转动时，接电电极272不会阻碍u形连接件221的转动；当电机28接通电源后，电机28带动短轴22转动，进而短轴22带动u形连接件221以及滤网框222转动，并且放置在滤网框222内的海绵在经过一端时间的沥水过程后，含水量降低，电机28在带动滤网框222转动后，由于离心作用，海绵内的水将脱离，并且滤网框222也能够带动溶液仓2内部的空气流动，进而加速溶液仓2内的水蒸气与冷凝管7的接触量变大，进而加速溶液仓2内的湿度降低，利于提高滤网框222内的海绵加速干燥，并且在干燥过程中不需要与空气接触，进而实现了避免对空气的污染；在冷凝管7对溶液仓2内部的水气冷凝后蓄积，然后通过下排管3上的控制阀31打开后，冷凝的溶液流动至存放盒41内，达到一定的时间以及将多次冷凝的溶液排至存放盒41内后，实现对滤网框222内的海绵干燥。
58.实施例二
59.如图1-6所示，本发明提出的一种对海绵表面石墨烯涂层装置，基于实施例一或二，本实施例还包括：辅助组件包括固定在承载件42上的方柱5，方柱5的顶部固定有顶板52，方柱5上活动套设有滑动板51，滑动板51与顶板52之间设置有套设在方柱5上的缓冲弹簧53，滑动板51上固定有齿条杆54，溶液仓2的一侧固定有限制齿条杆54稳定移动的配合件。另一侧的短轴22一端固定有与齿条杆54啮合传动的齿轮55。
60.本实施例中，通过存放盒41的下坠，进而存放盒41下侧的承载件42拉动方柱5下移，由于下降过程中溶液仓2内的溶液急速流入到存放盒41内，对存放盒41造成冲击下坠，进而通过缓冲弹簧53的弹性作用能够确保齿条杆54与齿轮55之间具有一定的缓冲作用，避免损坏齿条杆54或齿轮55，当溶液流动存放盒41一段时间后，由于缓冲弹簧53具备弹力对滑动板51推动，进而齿条杆54下移，齿条杆54与齿轮55啮合传动，进而齿轮55能够转动，进而带动溶液仓2内的放置机构转动，利于电机28在启动时提供巨大的扭矩，利于电机28进行工作。
61.上述具体实施例仅仅是本发明的几种优选的实施例，基于本发明的技术方案和上述实施例的相关启示，本领域技术人员可以对上述具体实施例做出多种替代性的改进和组合。