[发明专利]一种研究离子结晶反应成核动力学的装置

说明书

本发明属于化学反应动力学技术领域，涉及一种研究离子结晶反应成核动力学的装置。所述的装置包括压力罐、加料储罐、电极、成核管、稀释罐以及各连接管道，压力罐用于储存加压气体并通过连接管道分别与两个加料储罐相连接；两个加料储罐通过连接管道依次与电极，成核管连接，以使两个加料储罐中分别加入的反应液可以同时在压力罐中的加压气体的作用下进入成核管混合后进行结晶成核反应；成核管中完成结晶成核反应的反应混合液进一步通过连接管道进入稀释罐用稀释液进行稀释。利用本发明的装置，能够在进行离子结晶反应成核动力学研究时，避免实验后液体在装置中的残留，并省去加工精度要求高和易漏液的活塞结构。

技术领域

本发明属于化学反应动力学技术领域，涉及一种研究离子结晶反应成核动力学的装置。

背景技术

对于离子型沉淀反应mA^a++nB^b-->A_mB_n，分别含两种沉淀离子A^a+和B^b-的两种反应液混合后，在过饱和度作用下反应混合液中瞬间生成沉淀颗粒A_mB_n。反应混合液中单位体积、单位时间内生成的沉淀颗粒A_mB_n的总个数即为离子结晶反应的成核速率，单位为个/m³·s。

离子结晶反应的成核速率的大小与A^a+和B^b-混合时各自的浓度有关。且对于离子结晶反应，从A^a+和B^b-相遇混合到产生晶核之间的时间极为短暂，通常小于几十个毫秒。

因此，为了测定A^a+和B^b-混合时的离子结晶反应的成核速率，一方面需要测定含A^a+和B^b-的两种反应液混合流经成核管时的时间值，另一方面需要测定含A^a+和B^b-的两种反应液混合瞬间所产生的晶核个数。

现有的测量离子结晶反应的成核速率的装置主要为Nielsen型成核测量装置，其测量原理如下：

(1)在一定温度下，将一定量相同体积的两种反应液分别加入到两个加料储罐中并预热到待反应温度；

(2)在一定压力下同时将两个加料储罐上方的两个活塞快速压到底部，从而同时使两个加料储罐内的反应液快速流经循环管道后，在混合器中混合混匀并生成晶核；

(3)混合后的反应液再经电极和输出管道流出，进入到预先加入了一定体积稀释液的容器中进行快速稀释、分散。

但在用Nielsen型成核测量装置进行测量时存在如下缺点：

(1)每次进行成核反应实验后，混合器和输出管道中往往会存有残留液体，残留的液体由于仍然具有较大的过饱和度，从而可能生成晶核而附着在管壁上，从而给之后进行的成核反应实验结果带来较大误差，或者严重时会造成管路阻塞；

(2)整个装置要求两个活塞封闭性好，因此活塞加工精度要求高，且活塞长时间使用后由于磨损容易出现漏液现象。

发明内容

本发明的目的是提供一种研究离子结晶反应成核动力学的装置，以能够在进行离子结晶反应成核动力学研究时，与现有的Nielsen型成核测量装置相比，避免实验后液体在装置中的残留，并省去加工精度要求高和易漏液的活塞结构，从而使整个装置结构简单，易于加工制造、加料、清洗并不漏液。

为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供一种研究离子结晶反应成核动力学的装置，所述的装置包括压力罐、加料储罐、电极、成核管、稀释罐以及各连接管道，

所述的压力罐用于储存加压气体并通过连接管道分别与两个所述的加料储罐相连接；