[发明专利]一种可控合成复合材料的智能温控微流体反应装置及方法

权利要求书

1.一种可控合成复合材料的智能温控微流体反应装置，其特征在于，包括机架(1)、B型流体平流泵(2)、C型流体平流泵(3)、红外测温组件(4)、C型流体高频感应加热器(5)、复合加热温控组件(6)、A型流体平流泵(7)、A型流体高频感应加热器(8)、B型流体高频感应加热器(9)、搅拌器(10)和四通组件(11)；

所述机架(1)包括B型流体平流泵放置架(105)、B型流体烧瓶组件(104)、工作台(103)、C型流体烧瓶组件(107)、C型流体平流泵放置架(106)、C型流体高频感应加热器放置架(108)、A型流体烧瓶组件(102)、A型流体平流泵放置架(109)和A型B型流体高频感应加热器放置架(101)；

所述A型流体平流泵(7)、B型流体平流泵(2)、C型流体平流泵(3)依次分别放置在A型流体平流泵放置架(109)、B型流体平流泵放置架(105)和C型流体平流泵放置架(106)的上方，A型流体高频感应加热器(8)与B型流体高频感应加热器(9)叠放在A型B型流体高频感应加热器放置架(101)上，红外测温组件(4)居中固定在工作台(103)上，C型流体高频感应加热器(5)放置在C型流体高频感应加热器放置架(108)上；

复合加热温控组件(6)共三组，分别与A、B、C型流体平流泵的流体导管同轴配合，四通组件(11)通过导管支架(1101)安装在工作台(103)上；搅拌器(10)居中放置在工作台(103)正下方；

所述红外测温组件(4)包括角铝(401)、两根直立型材(402)、水平型材(403)、触摸屏组件(404)、电动模组(405)、升降装置(406)、旋转装置(407)、夹具(408)、红外测温仪(409)；两根直立型材(402)与一根水平型材(403)构成型材桁架，角铝(401)共四组，分别安装在两根直立型材(402)的底部，用于将型材桁架固定在工作台(103)上；触摸屏组件(404)固定在一根直立型材(402)上，电动模组(405)固定在水平型材(403)上，升降装置(406)固定在电动模组(405)的滑板上，旋转装置(407)安装在升降装置(406)的升降滑块上，夹具(408)通过夹持红外测温仪(409)的手柄，将其固定在旋转装置(407)上；

所述四通组件(11)包括导管支架(1101)、B型流体导管(1102)、锁紧套(1103)、四通本体(1104)、A型流体导管(1105)、C型流体导管(1106)和混合流体导管(1107)；

所述四通本体(1104)包括相互连通的A型流体导管接入口(11041)、C型流体导管接入口(11042)、B型流体导管接入口(11044)、微流体反应腔体(11043)和混合流体排出口(11045)；

所述导管支架(1101)共三组，底部均固定在工作台(103)上，其顶部分别与A型流体导管(1105)、B型流体导管(1102)、C型流体导管(1106)接触并起到支撑作用，锁紧套(1103)共四组，分别用于将混合流体导管(1107)、A型流体导管(1105)、B型流体导管(1102)和C型流体导管(1106)的一端固定密封在四通本体(1104)的混合流体排出口(11045)、A型流体导管接入口(11041)、B型流体导管接入口(11044)和C型流体导管接入口(11042)上；

所述A型流体导管(1105)、B型流体导管(1102)和C型流体导管(1106)的另一端分别与A型流体平流泵(7)、B型流体平流泵(2)、C型流体平流泵(3)的输出端相连；

所述复合加热温控组件(6)包括A型流体电阻丝加热装置(601)、A型流体高频感应加热圈(602)、B型流体电阻丝加热装置(603)、B型流体高频感应加热圈(604)、C型流体电阻丝加热装置(605)和C型流体高频感应加热圈(606)；

所述A型流体电阻丝加热装置(601)和A型流体高频感应加热圈(602)串接套装在A型流体导管(1105)上，所述B型流体电阻丝加热装置(603)和B型流体高频感应加热圈(604)串接套装在B型流体导管(1102)上，C型流体电阻丝加热装置(605)和C型流体高频感应加热圈(606)串接套装在C型流体导管(1106)上；A型流体高频感应加热圈(602)与A型流体高频感应加热器(8)相连，B型流体高频感应加热圈(604)与B型流体高频感应加热器(9)相连，C型流体高频感应加热圈(606)与C型流体高频感应加热器(5)相连。

2.一种基于权利要求1所述可控合成复合材料的智能温控微流体反应装置的可控合成NiCo₂S₄/RGO复合材料的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

(1)将总摩尔浓度为0.1mol/L的Ni(NO₃)₂和Co(NO₃)₂溶于二甘醇和蒸馏水混合溶液中，其中Ni²⁺/Co²⁺＝1/2，再配制1g/L的氧化石墨烯分散液和0.1-0.3mol/L的硫代乙酰胺溶液；

(2)设置B型流体平流泵(2)、C型流体平流泵(3)和A型流体平流泵(7)的体积流量，然后同时启动三台平流泵，含有Ni²⁺/Co²⁺的二甘醇—水溶液、氧化石墨烯分散液和硫代乙酰胺溶液分别通过B型流体导管(1102)、C型流体导管(1106)和A型流体导管(1105)在四通本体(1104)处高速撞击得到前驱体；该过程中智能温控微流体反应装置的温度为100-160℃，三台平流泵的流量保持一致，范围为100-200mL/min；

(3)前驱体再经一定温度搅拌陈化一段时间；陈化温度设定为100-160℃；陈化时间设定为4-8h；

(4)陈化结束后，材料再经去离子水和无水乙醇清洗，最终在烘箱里干燥，获得NiCo₂S₄/RGO复合材料。