一种碳点连续化生产设备制造技术

本发明专利技术公开一种碳点连续化生产设备，包括机架，机架上方依次设置有进料装置、进料过渡仓、真空反应仓、出料仓，所述进料装置包括原料桶、阀门、进料管、反应盒；所述进料过渡仓、真空反应仓、出料仓之间设置有用于开启或关闭各个仓的第一隔板，且真空反应仓内设置有至少2个反应腔，相邻两个反应腔之间设置有用于将各个反应腔间隔的第二隔板；所述进料过渡仓内设置有第一真空机构、第一放气机构，所述真空反应仓内设置有第二真空机构，真空反应仓的外壁设置有分段式加热机构；所述出料仓内设置有第三真空机构、第三放气机构，出料仓的外壁设置有冷却机构。该生产设备可满足碳点制备的反应条件，实现碳点的连续化生产，提高生产效率。提高生产效率。提高生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种碳点连续化生产设备


[0001]本专利技术涉及碳点生产设备
，具体涉及一种碳点连续化生产设备。

技术介绍

[0002]碳点是一种新兴的碳基零维材料，是由分散的类球状碳颗粒组成，颗粒直径小于10nm，相对于无机量子点，碳点结构简单、光电性能优异、制备方法简单，原料来源广泛，并具备低毒性，碳点通常含有碳、氮、氧和其他低毒金属元素。碳点凭借其优异的光电性能，在光电器件、传感器、防伪、生物医学、荧光/磷光探针检测、荧光/磷光墨水等新兴领域具有广阔的应用前景。但目前碳点的生产量低，通常采用水热反应釜、微波法和固相加热法制备，单次生产量少于1千克，难以满足日益增长的市场需求，因此，本专利技术提出一种碳点连续化高通量生产设备。

技术实现思路

[0003]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种碳点连续化生产设备，不仅可以实现碳点的连续化生产，而且还可以不间断的制备不同结构和色系的高质量碳点。
[0004]本专利技术具体采用如下技术方案：
[0005]一种碳点连续化生产设备，包括机架，所述机架上方依次设置有进料装置、进料过渡仓、真空反应仓、出料仓，机架上方且位于进料过渡仓的进料口前部及出料仓的出料口后部均设置有与进料过渡仓、真空反应仓及出料仓的底板齐平的支撑台；
[0006]所述进料装置包括原料桶、阀门、进料管及反应盒，所述进料管与原料桶底部连接，所述阀门位于进料管上方，所述反应盒位于进料管的下方，且反应盒底部设置有磁片；
[0007]所述进料过渡仓的进料口、进料过渡仓与真空反应仓之间、真空反应仓与出料仓之间、出料仓的出料口均设置有用于开启或关闭各个仓的第一隔板，且真空反应仓内设置有至少2个反应腔，相邻两个反应腔之间设置有用于将各个反应腔间隔的第二隔板；
[0008]所述进料过渡仓内设置有第一真空机构、第一放气机构；
[0009]所述真空反应仓的各个反应腔内均设置有第二真空机构，且所述真空反应仓的外壁设置有用于分别对各反应腔加热的加热机构，
[0010]所述出料仓内设置有第三真空机构、第三放气机构，且所述出料仓的外壁设置有用于对出料仓降温的冷却机构；
[0011]所述机架顶部且位于支撑台、进料过渡仓、真空反应仓及出料仓的底部设置有输送装置，所述输送装置顶部设置有能够与反应盒底部的磁片相吸的电磁铁。
[0012]进一步地，所述第一隔板、第二隔板均为可升降隔板，所述第一隔板、第二隔板均包括上段隔板、下段隔板及驱动下段隔板升降的驱动缸。
[0013]进一步地，所述第一隔板、第二隔板的上段隔板的内部为空心结构，所述下段隔板的顶部伸入上段隔板内，且所述驱动机构驱动下段隔板向上伸入或向下伸出上段隔板。
[0014]进一步地，所述驱动缸为气缸或液压缸，所述气缸或液压缸的活塞杆一端伸入第
一隔板、第二隔板的上段隔板的内部并与下段隔板顶部连接。
[0015]进一步地，所述进料过渡仓、真空反应仓的各个反应腔及出料仓内均设置有压力传感器。
[0016]进一步地，所述加热机构设置若干组，若干组加热机构分别将真空反应仓的反应腔包覆，所述加热机构的加热方式为电磁感应加热或电阻加热或红外加热。
[0017]进一步地，所述真空反应仓的各个反应腔内及出料仓内均设置有温度传感器。
[0018]进一步地，所述输送装置包括输送带及驱动输送带运行的驱动电机，所述电磁铁位于输送带顶部，所述电磁铁设置若干个，若干个电磁铁沿输送带输送方向均匀分布，所述输送带顶部的电磁铁能够带动反应盒沿输送带输送方向运动。
[0019]进一步地，所述支撑台、进料过渡仓、真空反应仓、出料仓及输送装置均采用非铁磁性材料制成。
[0020]进一步地，为了实现生产设备的自动化运行，还设置有PLC控制器，PLC控制器设置在该生产设备一侧的控制台上。
[0021]基于上述一种碳点连续化生产设备，本专利技术还提供了一种碳点连续化生产设备的使用方法，包括步骤：
[0022](1)预先在PLC控制器上设置反应原料的投放量、真空反应仓中各个反应腔的反应温度及出料仓的冷却温度、进料过渡仓、真空反应仓、出料仓的真空度；
[0023](2)在输送带上沿输送方向放置第一个批次反应盒，该批次反应盒包括至少1个，且反应盒沿输送带输送方向排布，反应盒与输送带上的电磁铁位置相对应，输送带带动反应盒向进料装置方向移动，当进料管底端的红外感应器感应到反应盒传输至进料管底部时，输送装置停止运行，阀门打开向反应盒内投放设定量的反应原料，然后阀门关闭，输送装置启动继续带动反应盒向进料过渡仓方向移动，此时打开进料过渡仓进料口的第一隔板，反应盒进入进料过渡仓内；
[0024](3)当该批次所有的反应盒均输送至进料过渡仓内后，关闭进料过渡仓进料口的第一隔板，开启第一、二真空机构，对进料过渡仓及真空反应仓抽真空，当达到真空度达到设定值时，关闭第一、二真空机构，并同时开启进料过渡仓与真空反应仓之间的第一隔板，使反应盒进入真空反应仓的第一个反应腔内进行反应(第一个反应腔内预先加热至设定温度)，待反应盒完全进入真空反应仓中的第一个反应腔后，进料过渡仓与真空反应仓之间的第一隔板关闭，然后进料过渡仓的第一放气机构启动为进料过渡仓提供常压环境，等待过渡下一批反应盒；
[0025](4)然后该批次反应盒依次进入真空反应仓的第二个反应腔及第三个反应腔，并分别在设定温度下进行反应；
[0026](5)完成反应的反应盒进入出料仓，且出料仓在反应盒进入之前已通过第三真空机构抽真空，且出料仓的冷却机构在真空状态下使反应盒及反应盒内的碳点温度降至室温或室温以下，待反应盒及碳点温度达到室温或低于室温后，第三放气机构启动，使出料仓处于常压，使反应盒从出料仓传输出去；
[0027](6)待反应盒被传输出出料仓后，收集反应盒内的碳点；
[0028]按照上述步骤循环往复，实现连续化生产。
[0029]另外，本专利技术还提供了一种利用上述碳点连续化生产设备制备荧光碳点的方法，
包括步骤：
[0030](a)配制含碳源、氮源及氯化物的溶液，并将其装入进料装置的原料桶内，其中碳源、氮源、氯化物的质量比为1:0.2～2:1；
[0031](b)将步骤(a)所制备的溶液通过进料装置的进料管装入反应盒中，输送装置带动反应盒经由进料过渡仓进入真空反应仓进行反应，反应完成后进入出料仓并在出料仓内冷却，待反应盒及反应盒中的碳点在出料仓内冷却至室温或室温以下时，将反应盒及碳点从出料仓输送至出料仓后端的输送带上；
[0032](c)将反应盒中的碳点收集，进行透析或层析等，得到荧光碳点。
[0033]上述步骤(a)中，碳源为柠檬酸，氮源为尿素，氯化物为氯化镁、氯化钙、氯化铝、氯化锶、氯化钡中的至少一种。
[0034]上述步骤(a)中，真空反应仓内设置有三个反应腔，其中，第一个反应腔内的反应温度为：80～120℃，反应时间为1～3h，第二个反应腔内的反应温度为120～180℃，反应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳点连续化生产设备，其特征在于，包括机架，所述机架上方依次设置有进料装置、进料过渡仓、真空反应仓、出料仓，机架上方且位于进料过渡仓的进料口前部及出料仓的出料口后部均设置有与进料过渡仓、真空反应仓及出料仓的底板齐平的支撑台；所述进料装置包括原料桶、阀门、进料管及反应盒，所述进料管与原料桶底部连接，所述阀门位于进料管上方，所述反应盒位于进料管的下方，且反应盒底部设置有磁片；所述进料过渡仓的进料口、进料过渡仓与真空反应仓之间、真空反应仓与出料仓之间、出料仓的出料口均设置有用于开启或关闭各个仓的第一隔板，且真空反应仓内设置有至少2个反应腔，相邻两个反应腔之间设置有用于将各个反应腔间隔的第二隔板；所述进料过渡仓内设置有第一真空机构、第一放气机构；所述真空反应仓的各个反应腔内均设置有第二真空机构，且所述真空反应仓的外壁设置有用于分别对各反应腔加热的加热机构，所述出料仓内设置有第三真空机构、第三放气机构，且所述出料仓的外壁设置有用于对出料仓降温的冷却机构；所述机架顶部且位于支撑台、进料过渡仓、真空反应仓及出料仓的底部设置有输送装置，所述输送装置顶部设置有能够与反应盒底部的磁片相吸的电磁铁。2.根据权利要求1所述的一种碳点连续化生产设备，其特征在于，所述第一隔板、第二隔板均为可升降隔板，所述第一隔板、第二隔板均包括上段隔板、下段隔板及驱动下段隔板升降的驱动缸。3.根据权利要求2所述的一种碳点连续...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵海光，张元明，韩光亭，
申请(专利权)人：青岛大学，
类型：发明
国别省市：