[发明专利]一种制备微介孔吸附材料的装置

说明书

本发明公开了一种制备微介孔吸附材料的装置，包括，原料箱为处理前吸附材料的储存箱体；制备系统包括依次连接的高压脉冲源、阵列式脉冲反应器、流量计以及气源；阵列式脉冲反应器包括反应器外壳，高压电极阵列、低压电极阵列以及接地电极；高压电极阵列与高压脉冲源相连，低压电极阵列与地电极相连；阵列式脉冲反应器与流量计以及气源相连；取样系统包括取样窗口以及取样箱；取样窗口与阵列式脉冲反应器相连；真空进料系统包括真空泵，真空进料机以及产品箱；真空泵将真空进料机抽成低气压环境，真空进料机出口处与产品箱相连。本发明装置用于微介孔吸附材料制备，可提高制备效率、简化工艺步骤。

技术领域

本发明涉及生产设备技术领域，具体涉及一种制备微介孔吸附材料的装置。

背景技术

微介孔吸附材料具有较大比表面积大、丰富的孔隙率、结构稳定以及表面富含不饱和基团的性能，在污染物处理、材料富集与纯化、生物医药、功能材料等领域具有广阔的应用前景。且相关研究表明，微孔和介孔共存的吸附剂结构在有机物吸附中具有更强的优势，且微孔亦可对低浓度下有机污染物有着较高的吸附量。根据IUPAC定义，孔径介于2-50nm的材料为介孔材料，孔径介于0-2nm的材料为微孔材料。相关研究表明，具有微、介孔共存的吸附剂在污染物处理领域具有更强的优势。目前，工业上常用的制备微、介孔材料的方法为沉积法、酸碱改性法以及烧结法。其中利用沉积法、酸碱改性法和烧结法制备微介孔吸附材料的过程中，对原基体材料的性能出现不同程度的损伤，损害了原始材料的本体性能，沉积法工艺复杂、耗时较长，酸碱改性法中化学药品的使用很容易造成二次污染，烧结法的使用耗能较高。因此，开发经济、快捷、高效且无害的制备微介孔吸附材料的方法是很有必要的。

近年来，等离子体改性法在材料改性制备领域逐渐成为研究热点。等离子体仅作用于材料的纳米量级表面，不损伤材料的基体性能。等离子体中含有较多的高能电子以及强氧化性物种，能够在材料表面发生物理化学反应，在不损害材料自身性能的基础上赋予其新的孔结构以及表面化学特性。在文件ZL201910631360.4中公开了一种微介孔XAD-2材料的制备方法，介绍了以大孔吸附材料为基体的基础上利用等离子体方法成功制备了微介孔树脂吸附剂，并大大提升了其对有机污染物的吸附能力。但是该文件中等离子体处理装置并不能高效的进行工业上大量样品的处理。因此，需要开发能够产生均匀等离子体的发生装置，以适用于工业能够大量制备微介孔吸附材料的设备。

本发明主要采用高压脉冲源驱动阵列电极产生大面积均匀放电等离子体，并配合真空进料系统实现一个全自动制备微介孔吸附材料的装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备微介孔吸附材料的装置，由高压电源激励阵列式脉冲反应器产生大面积均匀放电等离子体，对脉冲反应器内的吸附材料进行大批量的加工和处理，制备富含微介孔的吸附材料，脉冲反应器与真空进料机的联合使用可以降低脉冲反应器内的气压，实现低气压下的大面积均匀放电，同时，低气压环境可以实现所制备吸附材料的自动出料，满足大规模微介孔吸附材料制备的工业化生产要求。

为实现上述目的，采用的技术方案如下：

一种制备微介孔吸附材料的装置，包括原料箱、制备系统、取样系统以及真空进料系统。

原料箱为处理前吸附材料的储存箱体；

制备系统包括依次连接的高压脉冲源、阵列式脉冲反应器、流量计以及气源；

高压脉冲电源产生脉冲高压，脉冲电压峰值以及脉冲重复频率可调；

阵列式脉冲反应器包括反应器外壳，高压电极阵列、低压电极阵列以及接地电极；

高压电极阵列由多个狼牙棒状高压电极棒以及高压绝缘介质管组成，高压电极棒插在高压绝缘介质管内构成高压电极组，高压电极组并排放置构成高压电极阵列；低压电极阵列由多个狼牙棒状低压电极棒以及低压绝缘介质管组成，低压电极棒插在低压绝缘介质管内构成低压电极组，低压电极组并排放置构成低压电极阵列。