Der experimentelle Graphenhochtemperatur-Sprühtrockner ist die Schlüsselausrüstung bei der Herstellung von Graphenpulver, dessen genaue Einstellung der Temperatur und der Verdampfungsparameter die Partikelgrößenverteilung, die relative Oberfläche, die Reinheit und die Dispersionsfähigkeit des Produkts direkt beeinflusst. Graphen als zweidimensionales Nanomaterial hat eine hohe Oberflächenverhältnis, eine starke Neigung zur Wiedervereinigung und stellt hohe Anforderungen an das Temperaturfeld und den Verzehnzustand während des Trocknungsprozesses dar. Im Folgenden werden die Regeltechniken der Kernparameter durch die Kombination von Arbeitsprinzipien und experimentellen Praktiken erläutert.
Temperatureinstellung: Ausgleich zwischen Trocknungseffizienz und Materialstabilität
Der Kern der Temperaturregelung besteht darin, die Eingangs- und Ausgangstemperatur zu koordinieren, um sicherzustellen, dass das Lösungsmittel in der Pulse schnell verdampft und Graphen aufgrund von Oxidation oder Strukturbeschädigung durch hohe Temperaturen vermeidet. Die Einlufttemperatur ist die Hauptwärmequelle des Trocknungsprozesses und muss flexibel entsprechend dem Feststoffgehalt und der Lösungsmittelart der Graphenpulpe angepasst werden. Für wasserbasierte Massen wird die Einlufttemperatur normalerweise von 200 bis 280 ° C gesteuert; Wenn es sich um ein organisches Lösungsmittel (wie Ethanol, Aceton) handelt, kann es aufgrund des niedrigeren Siedepunkts auf 160-220 ° C gesenkt werden, während eine explosionssichere Belüftung erforderlich ist. Beachten Sie, dass die Eingangstemperatur nicht zu hoch sein sollte, wenn sie über 300 ° C liegt, ist der Graphenrand anfällig für Oxidation, was zu einer Zunahme der sauerstoffhaltigen Funktionsgruppen des Produkts und zu einer Abnahme der Leitfähigkeit führt.
Die Ausgangstemperatur ist ein wichtiger Indikator für den Trocknungseffekt und steht in direktem Zusammenhang mit dem Produktfeuchtigkeitsgehalt und dem Zustand des Pulvers. Im Allgemeinen sollte die Ausgangstemperatur bei 80-120 ° C gesteuert werden, wenn die Temperatur zu niedrig ist und die Masse nicht vollständig getrocknet ist, wird es zu Pulvergrenzungen und klebrigen Wänden kommen. Wenn die Temperatur zu hoch ist, kann das Pulver zu einer übermäßigen Trocknung führen und eine verstärkte Reunion auslösen. Bei der Einstellung müssen Sie dem Prinzip der "Eingangsluft, Ausgangsluft" folgen: Stellen Sie zuerst den Eingangslufttemperatur-Benchmarkwert fest und steuern Sie die Ausgangslufttemperatur indirekt durch die Einstellung der Zufuhrgeschwindigkeit, um sicherzustellen, dass die Ausgangslufttemperatur nicht mehr als ± 5 ° C schwankt, um die Produktkonsistenz zu gewährleisten.
Parameterstellung der Vernebung: Kontrolle der Partikelgröße und der Dispersionsleistung
Die Verneblungsparameter bestimmen die Größe und die Gleichmäßigkeit der Nebeltröpfchen und beeinflussen somit die Partikelgrößenverteilung des Graphenpulvers nach der Trocknung. Die häufig verwendeten Nebulisierungsmethoden von experimentellen Geräten umfassen Druck-Nebulisierung und Zentrifugal-Nebulisierung, deren Parameterregulierungslogik jeweils einen Schwerpunkt hat.
Die Kernparameter der Druckverdampfung sind der Verdampfungsdruck und der Zufuhrstrom. Je größer der Nebeldruck, desto kleiner die Nebeltropfengröße, aber ein zu hoher Druck (mehr als 0,5 MPa) kann leicht zu einer übermäßigen Dispersion von Nebeltropfen führen und das Risiko der Reunion erhöhen; Niedriger Druck ist zu groß und nicht gut trocken. Der Zufuhrstrom muss mit dem Druck übereinstimmen, ein zu großer Durchfluss verursacht leicht Nebeltropfen zu verschmelzen, und ein zu kleiner Durchfluss verringert die Effizienz der Anlage. Bei der ersten Einstellung wird empfohlen, den Verneblungsdruck auf 0,2-0,4 MPa einzustellen, den Zufuhrfluss auf 5-15 mL / min zu kontrollieren und dann nach dem Nebeltropfenzustand (durch das Beobachtungsfenster) einzustellen, um sicherzustellen, dass die Nebeltropfen gleichmäßig nebelig sind und keine Tropfen fallen.
Zentrifugal Vernebung ist der Schlüssel zu Vernebungsscheiben Drehzahl, je höher die Drehzahl, je größer die Zentrifugalkraft, desto dünner Nebeltropfen. Für Graphenpulp ist die Drehzahl in der Regel auf 15000-25000r / min eingestellt, wenn die Viskosität des Pulps höher ist, kann die Drehzahl angemessen erhöht werden; Bei einem hohen Feststoffgehalt muss die Drehzahl gesenkt werden, um zu vermeiden, dass Nebeltropfen zu fein zur Wiedervereinigung führen. Gleichzeitig muss eine gleichmäßige Zufuhr gewährleistet werden, um ungleiche Nebeltropfengrößen aufgrund von Flussschwankungen zu vermeiden.
Wichtige Hinweise
Verbindungsstellung: Temperatur und Vernetzungsparameter wirken sich gegenseitig aus, z. B. wenn die Einlufttemperatur erhöht wird, kann der Zufuhrstrom angemessen erhöht oder der Vernetzungsdruck reduziert werden, um eine Übertrocknung des Pulvers zu vermeiden;
Pre-Experiment-Kalibrierung: Jedes Mal, wenn Sie die Zellstoffformel (z. B. Feststoffgehalt, Viskosität) ersetzen, müssen kleine Mengen von Pre-Experimenten durchgeführt werden, um den Parameterbereich nach der Skalierung vorzubereiten;
Wartung der Ausrüstung: Regelmäßige Reinigung der Vernetzungsdüse oder Vernetzungsscheibe, um die Verstopfung von Pulverisierungsrückständen zu vermeiden und den Vernetzungseffekt zu beeinflussen; Die Trocknungsräume müssen sauber gehalten werden, um die Auswirkungen von Verunreinigungen auf die Graphenreinheit zu verringern.
Durch die präzise Steuerung der Temperatur und die Regulierung der Verdampfungsparameter, in Kombination mit der gezielten Optimierung der Eigenschaften des Graphenmaterials, kann die Effizienz der Vorbereitung des experimentellen Sprühtrockners effektiv verbessert werden, um eine gleichmäßige Partikelgröße, eine gute Dispersionsfähigkeit und ein stabiles Graphenpulver zu erhalten, um die Grundlage für nachfolgende experimentelle Forschung oder industrielle Anwendungen zu legen.