一种制备微介孔吸附材料的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种制备微介孔吸附材料的装置，包括，原料箱为处理前吸附材料的储存箱体；制备系统包括依次连接的高压脉冲源、阵列式脉冲反应器、流量计以及气源；阵列式脉冲反应器包括反应器外壳，高压电极阵列、低压电极阵列以及接地电极；高压电极阵列与高压脉冲源相连，低压电极阵列与地电极相连；阵列式脉冲反应器与流量计以及气源相连；取样系统包括取样窗口以及取样箱；取样窗口与阵列式脉冲反应器相连；真空进料系统包括真空泵，真空进料机以及产品箱；真空泵将真空进料机抽成低气压环境，真空进料机出口处与产品箱相连。本发明专利技术装置用于微介孔吸附材料制备，可提高制备效率、简化工艺步骤。简化工艺步骤。简化工艺步骤。

【技术实现步骤摘要】
一种制备微介孔吸附材料的装置


[0001]本专利技术涉及生产设备
，具体涉及一种制备微介孔吸附材料的装置。

技术介绍

[0002]微介孔吸附材料具有较大比表面积大、丰富的孔隙率、结构稳定以及表面富含不饱和基团的性能，在污染物处理、材料富集与纯化、生物医药、功能材料等领域具有广阔的应用前景。且相关研究表明，微孔和介孔共存的吸附剂结构在有机物吸附中具有更强的优势，且微孔亦可对低浓度下有机污染物有着较高的吸附量。根据IUPAC定义，孔径介于2
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50nm的材料为介孔材料，孔径介于0
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2nm的材料为微孔材料。相关研究表明，具有微、介孔共存的吸附剂在污染物处理领域具有更强的优势。目前，工业上常用的制备微、介孔材料的方法为沉积法、酸碱改性法以及烧结法。其中利用沉积法、酸碱改性法和烧结法制备微介孔吸附材料的过程中，对原基体材料的性能出现不同程度的损伤，损害了原始材料的本体性能，沉积法工艺复杂、耗时较长，酸碱改性法中化学药品的使用很容易造成二次污染，烧结法的使用耗能较高。因此，开发经济、快捷、高效且无害的制备微介孔吸附材料的方法是很有必要的。
[0003]近年来，等离子体改性法在材料改性制备领域逐渐成为研究热点。等离子体仅作用于材料的纳米量级表面，不损伤材料的基体性能。等离子体中含有较多的高能电子以及强氧化性物种，能够在材料表面发生物理化学反应，在不损害材料自身性能的基础上赋予其新的孔结构以及表面化学特性。在文件ZL201910631360.4中公开了一种微介孔XAD
‑<br/>2材料的制备方法，介绍了以大孔吸附材料为基体的基础上利用等离子体方法成功制备了微介孔树脂吸附剂，并大大提升了其对有机污染物的吸附能力。但是该文件中等离子体处理装置并不能高效的进行工业上大量样品的处理。因此，需要开发能够产生均匀等离子体的发生装置，以适用于工业能够大量制备微介孔吸附材料的设备。
[0004]本专利技术主要采用高压脉冲源驱动阵列电极产生大面积均匀放电等离子体，并配合真空进料系统实现一个全自动制备微介孔吸附材料的装置。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种制备微介孔吸附材料的装置，由高压电源激励阵列式脉冲反应器产生大面积均匀放电等离子体，对脉冲反应器内的吸附材料进行大批量的加工和处理，制备富含微介孔的吸附材料，脉冲反应器与真空进料机的联合使用可以降低脉冲反应器内的气压，实现低气压下的大面积均匀放电，同时，低气压环境可以实现所制备吸附材料的自动出料，满足大规模微介孔吸附材料制备的工业化生产要求。
[0006]为实现上述目的，采用的技术方案如下：
[0007]一种制备微介孔吸附材料的装置，包括原料箱、制备系统、取样系统以及真空进料系统。
[0008]原料箱为处理前吸附材料的储存箱体；
[0009]制备系统包括依次连接的高压脉冲源、阵列式脉冲反应器、流量计以及气源；
[0010]高压脉冲电源产生脉冲高压，脉冲电压峰值以及脉冲重复频率可调；
[0011]阵列式脉冲反应器包括反应器外壳，高压电极阵列、低压电极阵列以及接地电极；
[0012]高压电极阵列由多个狼牙棒状高压电极棒以及高压绝缘介质管组成，高压电极棒插在高压绝缘介质管内构成高压电极组，高压电极组并排放置构成高压电极阵列；低压电极阵列由多个狼牙棒状低压电极棒以及低压绝缘介质管组成，低压电极棒插在低压绝缘介质管内构成低压电极组，低压电极组并排放置构成低压电极阵列。
[0013]高压电极棒与地电极棒均为狼牙棒状，使放电容易在尖端发生，且每个尖端都存在放电通道，可以极大程度增大放电等离子体的体积。
[0014]高压电极阵列与高压脉冲源相连，低压电极阵列与地电极相连；
[0015]高压电极阵列与低压电极阵列交替放置于反应器外壳内。
[0016]阵列式脉冲反应器与流量计以及气源相连，气源为脉冲式反应器提供氮气、氧气、空气、氩气等多种气体环境，流量计控制进入阵列式脉冲反应器内部的气体流速。
[0017]取样系统包括取样窗口以及取样箱；
[0018]取样窗口与阵列式脉冲反应器相连，用于实时取出反应器内的样品进行监测与检查，取出后的样品自动进入取样箱中；
[0019]真空进料系统包括真空泵，真空进料机以及产品箱；
[0020]真空泵将真空进料机抽成低气压环境，真空进料机出口处与产品箱相连。
[0021]真空进料机与取样窗口以及阵列式脉冲反应器相连，三者气压相同，在工作过程中均可以保持低于一个大气压的气体环境。
[0022]在此低气压环境下，阵列式脉冲反应器内的放电可保持均匀的大面的状态，取样器以及产品箱在压强差的作用下可分别实现自动取样以及材料的自动收集。
附图说明
[0023]图1为本专利技术一种制备微介孔吸附材料的装置示意图；
[0024]图中：1
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原料箱、2
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制备系统、3
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取样系统、4
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真空进料系统、2.1
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高压脉冲源、2.2
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阵列式脉冲反应器、2.3
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流量计、2.4
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气源、3.1
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取样窗口、3.2
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取样箱、4.1
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真空泵、4.2
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真空进料机、4.3
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产品箱；
[0025]图2为阵列式脉冲反应器内部高压电极阵列与低压电极阵列排布示意图；
[0026]图中：2.2.1
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反应器外壳、2.2.2
‑
高压电极阵列、2.2.3
‑
低压电极阵列、2.2.4
‑
地线；
[0027]图3为高压电极组与低压电极组结构示意图；
[0028]图中：2.2.2.1
‑
高压电极棒、2.2.2.2
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高压绝缘介质管、2.2.3.1
‑
低压电极棒、2.2.3.2
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低压绝缘介质管。
[0029]图4为基体树脂与本专利技术制备所得微介孔树脂的扫描电镜图(放大倍数为200000倍)；
[0030]图5为基体树脂(a,b)与本专利技术制备所得微介孔树脂(c,d)的N2吸脱附等温线对比示意图和孔径分布示意图。
具体实施方式
[0031]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]如图1所示，本专利技术实施例提供一种制备微介孔吸附材料装置，包括原料箱1、制备系统2、取样系统3以及真空进料系统4；
[0033]原料箱1为处理前吸附材料的储存箱体；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备微介孔吸附材料的装置，其特征在于，包括原料箱(1)、制备系统(2)、取样系统(3)以及真空进料系统(4)；原料箱(1)为处理前吸附材料的储存箱体；制备系统(2)包括依次连接的高压脉冲源(2.1)、阵列式脉冲反应器(2.2)、流量计(2.3)以及气源(2.4)；高压脉冲电源(2.1)产生脉冲高压，脉冲电压峰值以及脉冲重复频率可调；阵列式脉冲反应器(2.2)包括反应器外壳(2.2.1)、高压电极阵列(2.2.2)、低压电极阵列(2.2.3)以及接地电极(2.2.4)；高压电极阵列(2.2.2)与高压脉冲源(2.1)相连，低压电极阵列(2.2.3)与地电极(2.2.4)相连；高压电极阵列(2.2.2)与低压电极阵列(2.2.3)交替放置于反应器外壳(2.2.1)内；阵列式脉冲反应器(2.2)与流量计(2.3)以及气源(2.4)相连，气源(2.4)为脉冲式反应器(2.2)提供气体环境，流量计(2.3)控制进入阵列式脉冲反应器(2.2)内部的气体流速；取样系统(3)包括取样窗口(3.1)以及取样箱(3.2)；取样窗口(3.1)与阵列式脉冲反应器(2.2)相...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐庆南，李瑶，金仲夏，
申请(专利权)人：全日健湖北技术有限公司，
类型：发明
国别省市：