[实用新型]一种粉体/多孔体颗粒材料的等离子体处理装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及对粉体或者多孔体颗粒材料进行大规模表面改性处理的设备，尤其是一种粉体/多孔体颗粒材料的等离子体处理装置。

背景技术

随着研究方法，技术的发展和深入，粉体和多孔体材料种类的增加，应用领域的拓宽，对粉体或者颗粒多孔材料的性能要求越来越高，各种改性技术应运而生，以求改善其表面化学性质，控制界面物性，如亲水性，吸附选择性，黏着性，渗透性等，提高其工作性能和效率。

其中等离子体处理是近年发展最快，研究最热门的技术之一，目前，在材料化工领域等应用较多的是低温等离子体处理技术。等离子体作为物质的第四态，是气体部分或完全电离产生的非凝聚体系，一般都包含自由电子，离子，自由基和中性粒子等。在低温等离子体中，电子温度高达数万度，而其它粒子的温度只有300-500K，其产生方式常见的有电子束照射法和气体放电法。低温等离子体撞击材料表面时，通过断开或激活材料表面的旧化学键并形成新的化学键实现表面改性。低温等离子体对粉体或者颗粒多孔材料的表面改性主要有等离子体处理，等离子体沉积聚合和等离子体引发的接枝聚合等。其主要优点有：

(1)属于干式工艺，满足节能和环保的要求

(2)改性一般只发生在几个到几百个纳米的表面层，在改变材料表面性能的同时，不改变基体固有性能

(3)作用时间短，几秒到几分钟，效率高，效果好；

(4)对所处理的材料具有普遍适用性，可处理形状较复杂的材料

(5)反应环境温度低，工艺简单，操作方便，无污染或者污染小。

然而，对细小的粉体和多孔体吸附材料的低温等离子体表面改性，一直是一个有挑战性的课题，其主要原因是其复杂的结构和巨大的表面积导致团聚和表面改性不均匀，而且时效短(只有数周，甚至数小时)，目前常见处理设备采用常压低温等离子体，用搅拌或者流态化的技术来增加粉体表面处理的均匀性，虽然可以连续操作，但是常压等离子体的不足之处是活性成分低，放电弥散性差，处理效果均匀性差等。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种粉体/多孔体颗粒材料的等离子体处理装置，改性效果快速均匀，改性时效长达数年，产生的活性粒子密度大，均匀，改性复层均匀致密。

为达到上述目的，本实用新型采取如下技术方案：一种粉体/多孔体颗粒材料的等离子体处理装置，其特征在于包括相互连接的粉体物料旋转分散反应器和等离子体发生系统，两者组成一个旋转反应体，所述的粉体物料旋转分散反应器又分别连接上料系统、抽真空系统、反应气体输入系统和出料系统。

所述的等离子体发生系统为电子束辐射，辉光放电，电晕放电，介质阻挡放电，射频放电，微波放电，电弧放电中的任意一种或其组合。

所述的等离子体发生系统是以射频放电和微波放电产生低温等离子体。

还包括一个带监测模块的自动控制器，所述的自动控制器分别连接粉体物料旋转分散反应器、等离子体发生系统、上料系统、抽真空系统、反应气体输入系统和出料系统，由自动控制器监测粉体物料旋转分散反应器和各个系统的参数并进行控制。所述旋转反应体呈锥形或部分呈锥形。

所述旋转反应体安装在一个恒温系统中或者反应体外层有一个恒温夹套。

所述的恒温系统包括恒温箱或者恒温夹套，恒温箱或者恒温夹套内设置多个温度传感器和温度调节装置。

本实用新型利用射频或者微波放电产生的低温等离子体，在特殊旋转分散反应装置中对粉体材料进行表面化学改性，改性效果快速均匀，改性时效长达数年，设计处理能力可以高达2000升/小时。通过本装置改性产生的活性粒子具有密度大，均匀，改性复层均匀致密等优点。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施案例，进一步阐述本实用新型。

如图1所示，本实用新型装置的核心部分是由粉体物料旋转分散反应器1 和等离子体发生系统2组成的旋转反应体8，旋转反应体8一般设计成易于粉体物料分散的椎体，旋转速度可调。在其中，粉体物料会在真空环境下得到很好的分散。