[发明专利]一种病毒状介孔二氧化硅材料的合成装置及制备方法

说明书

本发明公开了合成设备技术领域的一种病毒状介孔二氧化硅材料的合成装置及制备方法，包括上侧开口的釜体，釜体上设有观察窗，釜体下部可拆卸连接有磁力搅拌器，磁力搅拌器的搅拌子放置于釜体内，釜体上设有用于封闭釜体的盖体，盖体上可拆卸连接有若干试剂添加组件，盖体上设有控制器；干试剂添加组件包括壳体，壳体上设有气缸，壳体上可拆连接有注射器，气缸的活塞杆与注射器的柱塞相抵，注射器的尖部穿过盖体进入釜体内，气缸的电磁阀与控制器信号连接。采用本发明的技术方案，能够自动添加试剂，减少使用者的工作强度。

技术领域

本发明属于合成设备技术领域，具体是一种病毒状介孔二氧化硅材料的合成装置及制备方法。

背景技术

纳米二氧化硅是一种无机化工材料，俗称白炭黑。由于是超细纳米级，尺寸范围在1～100nm，因此具有许多独特的性质，如具有对抗紫外线的光学性能，能提高其他材料抗老化、强度和耐化学性能。用途非常广泛。纳米级二氧化硅为无定形白色粉末，无毒、无味、无污染，微结构为球形，呈絮状和网状的准颗粒结构，分子式和结构式为SiO2，不溶于水。纳米二氧化硅水溶胶是指以水为分散介质、纳米级二氧化硅为分散相的分散体系。纳米二氧化硅水溶胶的制备方法有物理和化学法。溶胶凝胶法，以硅氧化物的前驱体在碱性或酸性下水性反应来制得。

专利公开号CN115715966A公开了一种二氧化硅介孔材料的合成装置及制备方法，包括釜体、设置于釜体内部的转动轴、用于驱动转动轴的电机、安装于转动轴上的叶片，其特征在于：所述釜体的内部设置有用于产生湍流以加快物质混合的湍流发生机构，湍流发生机构包括湍流板、内壁筒，所述内壁筒与釜体固定连接，所述湍流板设置为多个，且多个湍流板等角度分布于内壁筒上，在搅拌时釜体内部流体与湍流板接触形成大量湍流。

上述一种二氧化硅介孔材料的合成装置及制备方法，通过湍流在搅拌时形成大量湍流，但制备过程中需要多次添加试剂或改变温度，均需要人工进行操作，消耗使用者的精力。

发明内容

为了解决现有技术中人工操作量大，消耗使用者的精力的问题，本发明的目的是提供一种病毒状介孔二氧化硅材料的合成装置及制备方法，能够自动添加试剂，减少使用者的工作强度。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种病毒状介孔二氧化硅材料的合成装置及制备方法，包括上侧开口的釜体，釜体上设有观察窗，釜体下部可拆卸连接有磁力搅拌器，磁力搅拌器的搅拌子放置于釜体内，釜体上设有用于封闭釜体的盖体，盖体上可拆卸连接有若干试剂添加组件，盖体上设有控制器；

试剂添加组件均包括壳体，壳体上设有气缸，壳体上可拆连接有注射器，气缸的活塞杆与注射器的柱塞相抵，注射器的尖部穿过盖体进入釜体内，气缸均与控制器信号连接。

采用上述方案后实现了以下有益效果：使用者能够在釜体内通过溶胶-凝胶法制备病毒状介孔二氧化硅。使用者在制备开始时向注射器内装备实验所需的试剂，并在釜体内添加模板剂、溶剂和催化剂，并启动装置。装置会在控制器预设程序的控制下，根据反应的阶段，通过气缸推动注射器塞柱，向釜体内注入试剂，并在注入后自动混合溶液。使用者仅需等待装置运行结束后将溶液取出进行洗涤和干燥即可得到病毒状介孔二氧化硅。在装置运行过程中使用者能够随时通过观察窗观察釜体内情况。与现有技术相比，装置通过控制器控制试剂的添加，减少了人工操作，且试剂添加量相比人工添加更准确，同时使用者无需打开盖体，减少了外界环境对反应的干扰，此外装置采用磁力搅拌器搅拌，降低了釜体重量，相比现有技术中搅拌桨设置在釜体内的结构，使使用者在制备后能够更为轻松的拿起釜体，方便后续将溶液倒入离心机将溶液中的病毒状介孔二氧化硅分离。

进一步，釜体的侧壁上设有超声波均质乳化机，超声波均质乳化机与控制器信号连接。

有益效果：超声波均质乳化机能够使试剂均匀的分散于溶液内，使制备时反应能够更充分。

进一步，釜体的侧壁上设有电热组件，釜体的侧壁上设有温度传感器，电热组件和温度传感器均与控制器信号连接。