一种Mg-VO2杂化纳米粒子集成制备装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及材料制备装置相关技术领域，具体为一种Mg

【技术实现步骤摘要】
一种Mg
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VO2杂化纳米粒子集成制备装置


[0001]本专利技术涉及材料制备装置相关
，具体为一种Mg
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VO2杂化纳米粒子集成制备装置。

技术介绍

[0002]百叶光伏窗能有效利用太阳光能，积极响应可持续发展战略及碳达峰与碳中和政策，但是现阶段存在光伏窗过热、温度不受控导致寿命短、过热老化后效率低下等问题。为了解决此类问题，创新性的提出解决方案：在达到一定温度时，光伏板的过多热量能够被自动导走，实现光伏板温度的自主控制，而Mg
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VO2杂化纳米粒子材料可在达到一定温度后由绝缘体变为金属导体，有效为光伏窗体导走热量，延长窗体寿命、减少能量浪费。
[0003]磁流体又称磁性液体或磁液，是一种新型的功能材料，它既具有液体的流动性又具有固体磁性材料的磁性，具有利用磁场控制流变性、热物理性和光学性能的能力。磁流体在静态时无磁性吸引力，当外加磁场作用时，才表现出磁性，而普通导热介质通常具有不可控、效率低下等弊端，另外磁流体导热系数较高，在具有金属在外加磁场的条件下,磁流体导热系数也会增加，导热效果良好。
[0004]太阳能是现今世界上可以开发的最大能源。每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤。没有地域的限制无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，可直接开发和利用，便于采集，且无须开采和运输。且开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁能源之一。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是：为了克服现阶段存在光伏窗过热、温度不受控导致寿命短、过热老化后效率低下的问题，现提供一种Mg
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VO2杂化纳米粒子集成制备装置，用于制备Mg
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VO2。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种Mg
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VO2杂化纳米粒子集成制备装置，包括：
[0007]V2O5合成系统，用于将含钒矿物生成V2O5固体；
[0008]产物合成系统，与V2O5合成系统连通，用于将来自V2O5合成系统的V2O5与草酸反应生成VO2，且将VO2与Mg(NO3)2·
6H2O的混合物加热加压生成Mg
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VO2；
[0009]产物综合处理系统，与产物合成系统连通，用于将来自产物合成系统的Mg
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VO2洗涤及储存；
[0010]混合高倍光伏热电耦合系统，用于将太阳能转化为电能及热能，为产物合成系统及产物综合处理系统提供热量；
[0011]磁流体
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水多相循环传热系统，用于将混合高倍光伏热电耦合系统产生的热量通过磁流体传递至水中，利用水的连续相变将热量传递至产物合成系统及产物综合处理系统；
[0012]智能电控系统，与产物合成系统、产物综合处理系统、混合高倍光伏热电耦合系统
及磁流体
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水多相循环传热系统电性连接。
[0013]上述技术方案利用混合高倍光伏热电耦合系统和磁流体
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水多相循环传热系统为产物合成系统及产物综合处理系统提供热量来制备Mg
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VO2，最大限度利用光伏废热实现多重化学过程及物理过程的温度控制，整个废热利用过程完整连续，所有反应无需消耗其他能源，且磁流体传热过程可控、传热效率较高，水的连续相变更能充分利用热量，在一定程度上大大提高了太阳能的利用率，有效减少了能量损失。
[0014]进一步的，所述V2O5合成系统包括气液管道、偏钒酸钠合成腔、箱体支架Ⅰ、PH调节箱、CO2收集箱、台式支架Ⅰ、废液收集箱、产物传输管道及泵。气液管道依次连通偏钒酸钠合成腔、PH调节箱和废液收集箱；PH调节箱位于台式支架Ⅰ上的箱体支架Ⅰ内，PH调节箱包括PH显示仪、硫酸添加入口、主反应腔及过滤式箱底，主反应腔及过滤式箱底组成整个PH调节箱主体；PH调节箱上端气体出口连接有CO2收集箱，下端固体出口经产物传输管道、泵连接至产物合成系统的高温加热腔；所述台式支架Ⅰ由环形载物台及支撑在其底部的支撑杆组成，支撑杆支撑起环形载物台；
[0015]首先在偏钒酸钠合成腔中加入含钒矿物与碳酸钠溶液，一段时间生成偏钒酸钠后，从硫酸添加入口添加硫酸，待PH值为2
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3时停止加入硫酸，一段时间后生成V2O5沉淀，过滤式箱底内置滤网过滤沉淀，打开主反应腔底部阀门，废液通至废液收集箱，V2O5沉淀通至产物合成系统，CO2通入CO2收集箱。
[0016]进一步的，所述产物合成系统包括高温加热腔、箱体支架Ⅱ、台式支架Ⅱ、V2O5传输管、草酸添加室、Mg(NO3)2·
6H2O添加室、Mg(NO3)2·
6H2O供给瓶、Mg(NO3)2·
6H2O传输管及高温水热反应室。高温加热腔在台式支架Ⅱ上的箱体支架Ⅱ内，且高温加热腔经V2O5传输管依次连通草酸添加室、Mg(NO3)2·
6H2O添加室和高温水热反应室；Mg(NO3)2·
6H2O供给瓶经泵连接至Mg(NO3)2·
6H2O添加室两侧；
[0017]所述的高温加热腔包括主反应内腔、环形助热腔及过滤式锥形底。环形助热腔为环形环绕式腔体，环绕在主反应内腔外侧，主反应内腔与过滤式锥形底相通；
[0018]所述的草酸添加室包括主反应腔体，主反应腔体顶部开设有草酸添加入口，底部设有搅拌扇叶。
[0019]所述Mg(NO3)2·
6H2O添加室包括反应腔体、多孔贯通转轮Ⅰ及多孔贯通转轮Ⅱ。多孔贯通转轮Ⅰ、多孔贯通转轮Ⅱ位于反应腔体两侧，多孔贯通转轮Ⅰ和多孔贯通转轮Ⅱ的转轴为内与扇叶相通、外与Mg(NO3)2·
6H2O传输管相通的转轮，且转轮扇叶表面有多个小孔与扇叶内部空间相通；
[0020]所述Mg(NO3)2·
6H2O供给瓶包括Mg(NO3)2·
6H2O储存腔及注水助热层，注水助热层环绕Mg(NO3)2·
6H2O储存腔外部，Mg(NO3)2·
6H2O储存腔通过两条并列的Mg(NO3)2·
6H2O传输管分别与多孔贯通转轮Ⅰ及多孔贯通转轮Ⅱ连通；
[0021]所述的高温水热反应室包括温度传感器、冷却水层、高温蒸汽层、产物反应腔、环形加热碟片及压缩机。产物反应腔的腔体外壁分为两层，由外到内依次为冷却水层、高温蒸汽层；高温水热反应室底部有环形加热碟片；
[0022]V2O5沉淀在高温加热腔内部熔化为液态，由V2O5传输管通至草酸添加室，与草酸反应生成VO2，然后混合物通至Mg(NO3)2·
6H2O添加室中，与从Mg(NO3)2·
6H2O储存腔通入的液态Mg(NO3)2·
6H2O充分混合后一起通入高温水热反应室的产物反应腔，加温加压后生成Mg
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VO2。
[0023]进一步的，所述的产物综合处理系统包括水冷控温箱、产物传输管、离心机、洗涤床、水热控温箱及Mg
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VO2收集室。水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Mg
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VO2杂化纳米粒子集成制备装置，其特征在于：包括：V2O5合成系统(1)，用于将含钒矿物生成V2O5固体；产物合成系统(2)，与V2O5合成系统(1)连通，用于将来自V2O5合成系统(1)的V2O5与草酸反应生成VO2，且将VO2与Mg(NO3)2·
6H2O的混合物加热加压生成Mg
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VO2；产物综合处理系统(3)，与产物合成系统(2)连通，用于将来自产物合成系统(2)的Mg
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VO2洗涤及储存；混合高倍光伏热电耦合系统(4)，用于将太阳能转化为电能及热能，为产物合成系统(2)及产物综合处理系统(3)提供热量；磁流体
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水多相循环传热系统(5)，用于将混合高倍光伏热电耦合系统(4)产生的热量通过磁流体传递至水中，利用水的连续相变将热量传递至产物合成系统(2)及产物综合处理系统(3)；智能电控系统(6)，与产物合成系统(2)、产物综合处理系统(3)、混合高倍光伏热电耦合系统(4)及磁流体
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水多相循环传热系统(5)电性连接。2.根据权利要求1所述的一种Mg
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VO2杂化纳米粒子集成制备装置，其特征在于：所述V2O5合成系统(1)包括通过气液管道(11)依次连通的偏钒酸钠合成腔(12)、PH调节箱(14)及废液收集箱(17)，所述PH调节箱(14)包括PH显示仪(141)、硫酸添加入口(142)、主反应腔(143)及过滤式箱底(144)，且PH调节箱(14)上端气体出口连接有CO2收集箱(15)，下端固体出口与产物合成系统(2)通过产物传输管道(18)连通，所述产物传输管道(18)上设有泵(19)。3.根据权利要求2所述的一种Mg
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VO2杂化纳米粒子集成制备装置，其特征在于：所述产物合成系统(2)包括依次连通的高温加热腔(21)、草酸添加室(25)、Mg(NO3)2·
6H2O添加室(26)及高温水热反应室(29)，所述Mg(NO3)2·
6H2O添加室(26)上连接有Mg(NO3)2·
6H2O供给瓶(27)；所述的高温加热腔(21)包括主反应内腔(211)及环绕其外部的环形助热腔(212)，主反应内腔(211)底部设有过滤式锥形底(213)，所述主反应内腔(211)通过产物传输管道(18)与PH调节箱(14)的主反应腔(143)的固体出口连通；所述的草酸添加室(25)包括主反应腔体(251)，主反应腔体(251)顶部设有草酸添加入口(252)，底部设有搅拌扇叶(253)；所述Mg(NO3)2·
6H2O添加室(26)包括反应腔体(261)及位于反应腔体(261)两端的多孔贯通转轮Ⅰ(262)和多孔贯通转轮Ⅱ(263)；所述Mg(NO3)2·
6H2O供给瓶(27)包括Mg(NO3)2·
6H2O储存腔(271)及环绕在其外部的注水助热层(272)；所述高温水热反应室(29)包括产物反应腔(294)，产物反应腔(294)外部由内至外依次设有高温蒸汽层(293)及冷却水层(292)，且产物反应腔(294)内部设有环形加热碟片(295)及压缩机(296)。4.根据权利要求3所述的一种Mg
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VO2杂化纳米粒子集成制备装置，其特征在于：所述产物综合处理系统(3)包括依次连通的水冷控温箱(31)、离心机(33)、洗涤床(34)、水热控温箱(35)及Mg
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VO2收集室(36)；所述的水冷控温箱(31)包括产物冷却室(312)及环绕在其外部的冷却换热层(311)，产<...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨慧涵，陈海飞，张昊骅，钱磊，邹蕊，白俊萌，戚睿，申良飞，王韵杰，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：