CN113384916A - 一种超临界二氧化碳纳米晶体制备用纳米晶体收集装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及纳米晶体技术领域，且公开了一种超临界二氧化碳纳米晶体制备用纳米晶体收集装置，包括转杆驱动机构，所述转杆驱动机构的表面转动连接有滑动块，所述滑动块的外表面设置有斜面滑道，所述斜面滑道的表面固定连接有套杆，所述套杆的表面固定连接有高压喷气板。该超临界二氧化碳纳米晶体制备用纳米晶体收集装置，通过转杆驱动机构转动使滑动块沿着斜面滑道的表面滑动，以此带动斜面滑道和套杆沿着导杆的表面滑动，并使套杆带动高压喷气板平移，从而使析晶板表面附着的纳米晶体脱落，达到可充分对析出的纳米晶体进行收集，防止其在析晶板上堆积影响后续析晶的同时，还可避免资源浪费的效果。

Description

一种超临界二氧化碳纳米晶体制备用纳米晶体收集装置

技术领域

本发明涉及纳米晶体技术领域，具体为一种超临界二氧化碳纳米晶体制备用纳米晶体收集装置。

背景技术

超临界二氧化碳是一种临界于气态和液态之间的溶剂，由于其能溶解多种有机物的特性，且无色无味无毒，临界温度低以及价格便宜等因素，现已主要应用在机能性成分的萃取中。

现有的利用超临界二氧化碳萃取原理，对纳米晶体进行提纯收集的过程中，通常是先将纳米晶体粉末与有机溶剂进行混合，再将其混合溶液倒入超临界二氧化碳溶剂中，利用有机溶剂可溶于超临界二氧化碳溶剂中的性质，并使不溶于其中的纳米晶体附着在析晶器上，并通过吸取装置来对纳米晶体进行收集。

上述对纳米晶体的收集过程可能存在以下问题：

1、通过吸气装置对纳米晶体收集时容易导致其在收集皿中堆积，分布杂乱，不便于获得规整的纳米晶体组。

基于上述问题，发明人提出一种超临界二氧化碳纳米晶体制备用纳米晶体收集装置，具备可将纳米晶体较规整的提取出来的优点，以此改善现有技术中存在的不足。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种超临界二氧化碳纳米晶体制备用纳米晶体收集装置，具备可对收集到的纳米晶体进行规整的分布，提高纳米晶体收集效率的优点，解决了现有技术中存在的纳米晶体收集分布堆积，影响纳米晶体规整排列的问题。

为实现上述可对纳米晶体进行充分收集，避免资源浪费，且可对收集到的纳米晶体进行规整的分布，提高纳米晶体收集效率的目的，本发明提供如下技术方案：一种超临界二氧化碳纳米晶体制备用纳米晶体收集装置，包括转杆驱动机构，所述转杆驱动机构的表面转动连接有滑动块，所述滑动块的外表面设置有斜面滑道，所述斜面滑道的表面固定连接有套杆，所述套杆的表面固定连接有高压喷气板。

还包括釜体，所述釜体的内部固定连接有萃取反应釜，所述萃取反应釜的内部固定连接有导杆，所述萃取反应釜的内部固定连接有析晶板，所述萃取反应釜的侧表面固定连接有二氧化碳喷罐，所述萃取反应釜的下表面固定连接有收集室，所述收集室的内部固定连接有氮气喷板，所述萃取反应釜的内部固定连接有稳压模块，所述萃取反应釜的内部固定连接有温控板，所述萃取反应釜的底部固定连接有双开密封板。

还包括驱动齿轮机构，所述驱动齿轮机构的表面转动连接有弹簧拉杆，所述弹簧拉杆的表面设置有弹簧机构，所述弹簧拉杆的表面转动连接有摆杆，所述摆杆远离弹簧拉杆的一端滑动连接有滑杆，所述滑杆的表面固定连接有反渗透膜固定板，所述反渗透膜固定板的表面固定连接有封边器。

作为优选，所述转杆驱动机构转动连接在萃取反应釜的内部，滑动块滑动连接在斜面滑道的表面，套杆的内部开设有与导杆杆径大小适配的槽孔，套杆滑动连接在导杆的表面。

作为优选，所述高压喷气板的宽度和行程与析晶板的宽度相适配，且高压喷气板的背面开设有喷气孔，该喷气孔正对着析晶板。

作为优选，所述二氧化碳喷罐的表面设置有喷嘴，氮气喷板设置有一对，它们分别固定连接在收集室两端的侧表面，且氮气喷板的表面开设有彼此对应的喷气孔，萃取反应釜的侧面底部和收集室的底部都固定连接有一个流量调节控制阀，双开密封板设置在萃取反应釜和收集室的固定连接处。

作为优选，所述驱动齿轮机构转动连接在釜体的底部，驱动齿轮机构由两个彼此啮合连接的齿轮组成，摆杆的中心处转动连接在釜体的内部，摆杆靠近弹簧拉杆的一端开设有与弹簧拉杆杆径大小适配的槽，弹簧拉杆插接在摆杆表面开设的槽中，弹簧机构设置在摆杆的两侧。

作为优选，所述弹簧拉杆、摆杆、滑杆以及反渗透膜固定板均设置有一对，它们彼此关于釜体的中心线轴对称，滑杆水平插接在收集室的内部，且反渗透膜固定板的表面固定连接有孔径为0.1nm的反渗透膜。

有益效果

与现有技术及产品相比，本发明的有益效果是：

1、该超临界二氧化碳纳米晶体制备用纳米晶体收集装置，通过转杆驱动机构转动使滑动块沿着斜面滑道的表面滑动，以此带动斜面滑道和套杆沿着导杆的表面滑动，并使套杆带动高压喷气板平移，从而使析晶板表面附着的纳米晶体脱落，达到可充分对析出的纳米晶体进行收集，防止其在析晶板上堆积影响后续析晶的同时，还可避免资源浪费的效果。

2、该超临界二氧化碳纳米晶体制备用纳米晶体收集装置，通过驱动齿轮机构的转动来带动弹簧拉杆转动，并使弹簧拉杆带动摆杆转动，摆杆转动并带动滑杆连同反渗透膜固定板水平移动，以此使反渗透膜将收集室内稳压区域内的纳米晶体进行收集，达到可较规整的将纳米晶体进行收集，防止纳米晶体错乱堆积的效果。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明转杆驱动机构结构示意图；

图3为本发明驱动齿轮机构结构示意图；

图中：1、釜体；2、萃取反应釜；3、导杆；4、析晶板；5、二氧化碳喷罐；6、收集室；7、氮气喷板；8、稳压模块；9、温控板；10、双开密封板；11、转杆驱动机构；111、滑动块；112、斜面滑道；113、套杆；114、高压喷气板；12、驱动齿轮机构；121、弹簧拉杆；122、弹簧机构；123、摆杆；124、滑杆；125、反渗透膜固定板；126、封边器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，一种超临界二氧化碳纳米晶体制备用纳米晶体收集装置，包括釜体1，釜体1包括萃取反应釜2、收集室6，萃取反应釜2的内部固定连接有导杆3，萃取反应釜2的内部固定连接有析晶板4，萃取反应釜2的外侧设置有二氧化碳喷罐5，二氧化碳喷罐5的一侧设置有伸入萃取反应釜2内部的喷嘴，收集室6位于萃取反应釜2的下侧，收集室6内侧的左右两侧分别设有氮气喷板7，且氮气喷板7的表面开设有喷气孔，萃取反应釜2的侧面底部和收集室6的底部均设置有一个流量调节控制阀，萃取反应釜2和收集室6之间设置有双开密封板10，萃取反应釜2的内部固定连接有稳压模块8，萃取反应釜2的内部固定连接有温控板9。

还包括转杆驱动机构11，转杆驱动机构11转动连接在萃取反应釜2的内部，转杆驱动机构11的一端转动连接有滑动块111，滑动块111与斜面滑道112滑动连接，斜面滑道112的一侧设置有套杆113，套杆113的内部开设有与导杆3杆径大小适配的槽孔，套杆113滑动连接在导杆3的表面，套杆113的表面设置有高压喷气板114，高压喷气板114的宽度和行程与析晶板4的宽度相适配，且高压喷气板114的背面开设有喷气孔，该喷气孔正对着析晶板4。

该超临界二氧化碳纳米晶体制备用纳米晶体收集装置，通过转杆驱动机构11转动使滑动块111沿着斜面滑道112的表面滑动，以此带动斜面滑道112和套杆113沿着导杆3的表面滑动，并使套杆113带动高压喷气板114平移，从而使析晶板4表面附着的纳米晶体脱落，达到可充分对析出的纳米晶体进行收集，防止其在析晶板4上堆积影响后续析晶的同时，还可避免资源浪费的效果。

还包括驱动齿轮机构12，驱动齿轮机构12与弹簧拉杆121转动连接，弹簧拉杆121的一侧设置有弹簧机构122，弹簧拉杆121与摆杆123转动连接，摆杆123远离弹簧拉杆121的一端滑动连接有滑杆124，具体地，摆杆123上设有滑槽，滑杆124上设有插入滑槽的凸块，滑杆124的一侧设置有反渗透膜固定板125，反渗透膜固定板125的上侧和下侧有封边器126。

驱动齿轮机构12转动连接在釜体1的底部，驱动齿轮机构12由两个彼此啮合连接的齿轮组成，摆杆123的中心处转动连接在釜体1的内部，摆杆123靠近弹簧拉杆121的一端开设有与弹簧拉杆121杆径大小适配的槽，弹簧拉杆121插接在摆杆123一侧开设的槽中，弹簧机构122设置在摆杆123的两侧，弹簧拉杆121、摆杆123、滑杆124以及反渗透膜固定板125均设置有一对，它们彼此关于釜体1的中心线轴对称，滑杆124水平插接在收集室6的内部，且反渗透膜固定板125的一侧设置有孔径为0.1nm的反渗透膜。

该超临界二氧化碳纳米晶体制备用纳米晶体收集装置，通过驱动齿轮机构12的转动来带动弹簧拉杆121转动，并使弹簧拉杆121带动摆杆123转动，摆杆123转动并带动滑杆124连同反渗透膜固定板125水平移动，以此使反渗透膜将收集室6内稳压区域内的纳米晶体进行收集，达到可较规整的将纳米晶体进行收集，防止纳米晶体错乱堆积的效果。

工作过程及原理:在使用超临界二氧化碳溶剂对纳米晶体进行提取收集时，首先将纳米晶体粉末溶质与有机溶剂充分混合，然后将所得的混合溶液倒入萃取反应釜2内，此时启动萃取反应釜2内部设置的稳压模块8以及温控板9，保证萃取反应釜2内部的压强和温度处于二氧化碳的超临界压强和温度范围，具体地，压强不低于7.4MPa以及温度不低于31.26℃，与此同时将二氧化碳喷罐5内部的二氧化碳喷入萃取反应釜2内部；由于上述萃取反应釜2内部的压强和温度处于二氧化碳的超临界压强和温度范围，此时二氧化碳呈溶液状，并与上述倒入萃取反应釜2内部的纳米晶体粉末混合溶液相融合，由于溶液中的纳米晶体溶质不溶于超临界二氧化碳流体，但有机溶剂却能与超临界二氧化碳流体相溶解，待超临界二氧化碳流体将溶液中的有机溶剂反溶后，在极短的时间内会使溶液形成较大的饱和度，进而使得纳米晶体附着在析晶板4的表面；上述纳米晶体附着在析晶板4的表面后，此时需打开萃取反应釜2侧表面设置的流量调节控制阀，使饱和的混合溶液排出萃取反应釜2外，待混合溶液全部排除萃取反应釜2以后，并关闭该流量调节控制阀。

与此同时打开萃取反应釜2和收集室6之间的双开密封板10，并驱动转动连接在萃取反应釜2内部的转杆驱动机构11，使转杆驱动机构11转动并带动转动连接在其表面的滑动块111沿着斜面滑道112的表面滑动，以此带动斜面滑道112移动，斜面滑道112移动并带动套杆113沿着导杆3的表面滑动，上述套杆113沿着导杆3的表面滑动的同时，并带动高压喷气板114平移，使高压喷气板114沿着析晶板4的表面往复水平移动，随后高压喷气板114喷出高压气流将附着在上述析晶板4表面的纳米晶体吹落至收集室6内，待纳米晶体重力沉降至收集室6内以后，关闭萃取反应釜2和收集室6之间的双开密封板10。

之后，驱动转动连接在釜体1底部的驱动齿轮机构12，并启动收集室6两侧的氮气喷板7，驱动齿轮机构12转动并带动转动连接在其表面的弹簧拉杆121转动，上述弹簧拉杆121转动并拉动转动连接在釜体1内部的摆杆123转动，摆杆123转动并带动与其滑动连接的滑杆124水平移动，滑杆124移动并带动反渗透膜固定板125移动，反渗透膜固定板125移动并带动反渗透膜相向移动，由于反渗透膜的孔径为0.1nm，氮气喷板7喷出的氮气分子直径在0.304nm，氮气无法透过反渗透膜，于是在收集室6的中央形成稳压区域，此时需保证收集室6底部设置的流量调节控制阀处于关闭状态，上述掉落至收集室6内的纳米晶体也处在收集室6的中央稳压区域，上述反渗透膜彼此相向移动的同时，并对收集室6中央区域的纳米晶体进行挤压捕捉，最终使两片反渗透膜合在一起，此时通过封边器126，来对这两片带有纳米晶体的反渗透膜进行封边打包，完成对纳米晶体的收集，此时应打开收集室6底部设置的流量调节控制阀，使收集室6内部压力平衡，并关闭上述收集室6内设置的双开密封板10，如此循环往复对纳米晶体进行收集。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种超临界二氧化碳纳米晶体制备用纳米晶体收集装置，其特征在于：包括转杆驱动机构（11），所述转杆驱动机构（11）的表面转动连接有滑动块（111），所述滑动块（111）的外表面设置有斜面滑道（112），所述斜面滑道（112）的表面固定连接有套杆（113），所述套杆（113）的表面固定连接有高压喷气板（114）；

还包括釜体（1），所述釜体（1）的内部固定连接有萃取反应釜（2），所述萃取反应釜（2）的内部固定连接有导杆（3），所述萃取反应釜（2）的内部固定连接有析晶板（4），所述萃取反应釜（2）的侧表面固定连接有二氧化碳喷罐（5），所述萃取反应釜（2）的下表面固定连接有收集室（6），所述收集室（6）的内部固定连接有氮气喷板（7），所述萃取反应釜（2）的内部固定连接有稳压模块（8），所述萃取反应釜（2）的内部固定连接有温控板（9），所述萃取反应釜（2）的底部固定连接有双开密封板（10）；

还包括驱动齿轮机构（12），所述驱动齿轮机构（12）的表面转动连接有弹簧拉杆（121），所述弹簧拉杆（121）的表面设置有弹簧机构（122），所述弹簧拉杆（121）的表面转动连接有摆杆（123），所述摆杆（123）远离弹簧拉杆（121）的一端滑动连接有滑杆（124），所述滑杆（124）的表面固定连接有反渗透膜固定板（125），所述反渗透膜固定板（125）的表面固定连接有封边器（126）。

2.根据权利要求1所述的一种超临界二氧化碳纳米晶体制备用纳米晶体收集装置，其特征在于：所述转杆驱动机构（11）转动连接在萃取反应釜（2）的内部，滑动块（111）滑动连接在斜面滑道（112）的表面，套杆（113）的内部开设有与导杆（3）杆径大小适配的槽孔，套杆（113）滑动连接在导杆（3）的表面。

3.根据权利要求2所述的一种超临界二氧化碳纳米晶体制备用纳米晶体收集装置，其特征在于：所述高压喷气板（114）的宽度和行程与析晶板（4）的宽度相适配，且高压喷气板（114）的背面开设有喷气孔，该喷气孔正对着析晶板（4）。

4.根据权利要求2所述的一种超临界二氧化碳纳米晶体制备用纳米晶体收集装置，其特征在于：所述二氧化碳喷罐（5）的表面设置有喷嘴，氮气喷板（7）设置有一对，它们分别固定连接在收集室（6）两端的侧表面，且氮气喷板（7）的表面开设有彼此对应的喷气孔，萃取反应釜（2）的侧面底部和收集室（6）的底部都固定连接有一个流量调节控制阀，双开密封板（10）设置在萃取反应釜（2）和收集室（6）的固定连接处。

5.根据权利要求3所述的一种超临界二氧化碳纳米晶体制备用纳米晶体收集装置，其特征在于：所述驱动齿轮机构（12）转动连接在釜体（1）的底部，驱动齿轮机构（12）由两个彼此啮合连接的齿轮组成，摆杆（123）的中心处转动连接在釜体（1）的内部，摆杆（123）靠近弹簧拉杆（121）的一端开设有与弹簧拉杆（121）杆径大小适配的槽，弹簧拉杆（121）插接在摆杆（123）表面开设的槽中，弹簧机构（122）设置在摆杆（123）的两侧。

6.根据权利要求3所述的一种超临界二氧化碳纳米晶体制备用纳米晶体收集装置，其特征在于：所述弹簧拉杆（121）、摆杆（123）、滑杆（124）以及反渗透膜固定板（125）均设置有一对，它们彼此关于釜体（1）的中心线轴对称，滑杆（124）水平插接在收集室（6）的内部，且反渗透膜固定板（125）的表面固定连接有孔径为0.1nm的反渗透膜。

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