[发明专利]一种基于溶剂热法的气敏材料并行自动合成装置

说明书

本发明属于气敏材料合成领域，并具体公开了一种基于溶剂热法的气敏材料并行自动合成装置。该装置包括供料单元和制备单元，其中：供料单元中注射泵的入口与其对应的原料腔连接，其出口与第一切换阀连接，用于从原料腔中定量抽取气敏原料并混合；第一切换阀的出口与反应模块连接，进而将混合后的气敏原料送入反应模块；制备单元中反应釜用于为气敏原料提供反应场所，以制得反应产物，同时该反应釜的出口依次与第一蠕动泵和第一自动进样器连接，进而将反应产物自动转移至样品架组件中；第二蠕动泵与自动抽样器连接，用于从样品架组件中抽取废液，以此制得气敏材料。本发明能够避免人为操作导致误差过大的问题，同时能够有效提高气敏材料的合成效率。

技术领域

本发明属于气敏材料合成领域，更具体地，涉及一种基于溶剂热法的气敏材料并行自动合成装置。

背景技术

现有技术中对于气敏材料的合成一般采用球磨法、静电纺丝法以及溶剂热法。其中球磨法是指利用球磨的转动或振动，将原材料进行研磨、搅拌制备成纳米级颗粒的方法，其缺点在于合成容易引入杂质，对材料合成的可控性差；静电纺丝法是指在静电作用下将聚合物溶液以喷射拉伸的方式制备成纳米级丝状材料的方法，其不足在于只能合成大于10nm的带状纳米材料，且只能对其合成过程进行简单控制；溶剂热法是指以有机物为溶剂，原始混合物在密闭容器内以一定的温度和压力条件下进行反应的合成方法，其特点在于对材料合成的过程进行有效控制，能够合成几乎所有金属氧化物和大部分金属纳米粉体。

目前，利用传统的反应釜型溶剂热法合成工艺合成气敏材料粉体时，晶粒粒度是衡量气敏材料性能的重要指标，主要通过控制溶剂热反应过程中的温度、压力、保温时间以及溶液组分和浓度来控制晶粒粒度。然而利用传统的反应釜型溶剂热法制备气敏材料，在实际工艺流程中，由于溶液组分和浓度是人为配比，不可避免的带来误差；且还要对各步骤中的反应产物进行收集，对反应后产生的废液进行处理，因此传统的溶剂热法合成效率低，不适合批量生产多种类的气敏材料；此外，传统的反应釜存在控温不准确等问题，不利于高性能气敏材料的合成。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需一种基于溶剂热法的气敏材料并行自动合成装置，其中利用注射泵从原料腔中定量抽取气敏原料，能够避免人为操作导致误差过大的问题，同时通过设置自动进样器和自动抽样器，能够有效提高气敏材料的合成效率，因而尤其适用于制备气敏材料的应用场合。

为实现上述目的，本发明提出了一种基于溶剂热法的气敏材料并行自动合成装置，该装置包括供料单元和制备单元，其中：

所述供料单元包括预设数量的原料腔和注射泵以及第一切换阀，所述注射泵的入口与其对应的原料腔连接，该注射泵的出口与所述第一切换阀连接，用于从所述原料腔中定量抽取气敏原料并在所述第一切换阀中混合；所述第一切换阀的出口与所述反应模块连接，用于将混合后的所述气敏原料送入所述反应模块；

所述制备单元包括反应釜、第一蠕动泵、自动进样器、样品架组件、第二蠕动泵和自动抽样器，所述反应釜用于为所述气敏原料提供反应场所，通过精密控制反应过程中的时间和温度以制得反应产物，同时该反应釜的出口依次与所述第一蠕动泵和第一自动进样器连接，进而将所述反应产物自动转移至所述样品架组件中；所述第二蠕动泵与所述自动抽样器连接，用于从所述样品架组件中抽取废液，以此制得所述气敏材料。

作为进一步优选地，当所述反应模块包括两个或两个以上的反应釜时，所述供料单元还包括第二切换阀，同时所述制备单元还包括第三切换阀，所述第二切换阀设置在所述第一切换阀和反应釜之间，用于将混合后的气敏原料分配到各个反应釜中；所述第三切换阀设置在所述反应釜和第一蠕动泵之间，用于将所述反应产物分配到所述样品架组件中。

作为进一步优选地，所述样品架组件包括样品架、试样管、机械手、三维滑台和离心机，其中：所述样品架用于放置所述试样管；所述机械手固定在所述三维滑台上，并在所述三维滑台的带动下完成所述试样管的抓取和转移工作；所述离心机用于对所述试样管进行离心，以完成固液分离工作。