[实用新型]一种真空超声波浸渍装置

说明书

本实用新型公开一种真空超声波浸渍装置，所述装置包括一个用于盛装载体和浸渍液并用于浸渍载体的浸渍容器、用于对浸渍容器内的载体和浸渍液实施超声处理的超声波装置、和任选的用于对浸渍容器内的载体和浸渍液进行混合的搅拌装置，该浸渍容器连接进液系统和抽真空系统。在抽真空的条件下实现载体的浸渍，超声波辐射和搅拌用于辅助浸渍，缩短浸渍时间、增加活性组分的负载量和孔内含量、提高活性组分的分散度，增加催化剂催化活性。

技术领域

本实用新型属于催化剂制备领域，具体涉及一种真空超声波浸渍装置。

背景技术

以浸渍为关键步骤制造催化剂的方法称浸渍法，它是目前催化剂工业生产中广泛应用的一种方法。浸渍法是基于活性组分(含助催化剂)，以盐溶液形态浸渍到多孔载体上并渗透到内表面，而形成高效催化剂的原理。通常将含有活性物质的液体去浸各类载体，当浸渍平衡后，去掉剩余液体，再进行干燥、焙烧、活化等工序后处理。经干燥，将水分蒸发逸出，可使活性组分的盐类遗留在载体的内表面上，这些金属和金属氧化物的盐类均匀分布在载体的细孔中，经加热分解及活化后，即得高度分散的载体催化剂。浸渍法的基本原理，一方面是因为固体的孔隙与液体接触时，由于表面张力的作用而产生毛细管压力，使液体渗透到毛细管内部；另一方面是活性组分在载体表面上的吸附。

活性溶液必须浸在载体上，常用的多孔性载体有氧化铝、氧化硅、活性炭、硅酸铝等，可以用粉状的，也可以用成型后的颗粒状的。氧化铝和氧化硅这些氧化物载体，就像表面具有吸附性能的大多数活性炭一样，很容易被水溶液浸湿。另外，毛细管作用力可确保液体被吸入到整个多孔结构中，甚至一端封闭的毛细管也将被填满。但也有些载体难于浸湿，例如高度石墨化的碳和完美晶形的美铝尖晶石载体，由于结构原因，活性组分不能很好地渗透到载体内表面，导致催化活性中心少，催化效果不佳，而不能形成均一的高效催化剂。

由于常压浸渍存在难于浸湿，浸渍用时长，活性组分浸渍不均匀等弊端，因此很有必要设计一套新型浸渍装置。

实用新型内容

本发明人出乎意料地发现，通过提供一种真空超声波浸渍装置，该装置可将载体在抽真空下浸渍，并进行超声波辐照，可解决上述问题。真空浸渍即是在真空条件下，通过负压将浸渍液浸渍到其他固体物质中，以达到改善物质的材料性能或满足某种特定要求的真空应用工艺。

本实用新型的一种真空超声波浸渍装置，其包括一个用于盛装载体和浸渍液并用于浸渍载体的浸渍容器、用于对浸渍容器内的载体和浸渍液实施超声处理的超声波装置、和任选的用于对浸渍容器内的载体和浸渍液进行混合的搅拌装置，该浸渍容器连接进液系统和抽真空系统。

进一步地，所述超声波装置为超声波清洗机，所述浸渍容器部分没入超声波清洗机水槽内。

进一步地，所述进液系统为分液漏斗，分液漏斗伸入容器内部的进料管与浸渍容器的相应进口通过橡胶塞密封。

进一步地，抽真空系统为真空抽滤泵，抽真空系统经由管道与浸渍容器的接口密封连接。

进一步地，浸渍容器可以是一个三颈烧瓶，可根据催化剂制备量例如选择几百毫升至几十升的不同大小的三颈烧瓶。三颈烧瓶三个支口都是用橡胶塞密封，分别连接进液系统、抽真空系统、搅拌装置的旋转轴。搅拌装置优选电动搅拌装置，包括位于浸渍容器内的搅拌轴和位于浸渍容器外部的为搅拌轴提供动力的电机。进一步地，所述抽真空系统设有用于显示浸渍容器内部真空度的压力表。真空度压力范围一般为-0.1—0MPa。

本申请中，“任选的”表示存在或不存在。

不受任何理论约束，据认为，本实用新型的浸渍包括润湿机理、毛细现象和吸附作用三方面综合作用。

首先是润湿机理。它的本质是液体分子与固体分子间的附着力，也就是相互吸引力大于液体分子间的相互吸引力(也称为内聚力)。润湿的首要条件是减小接触角(液体表面的切面与固体表面所形成的夹角)，增大固体物质和浸渗液之间的附着力。