CN113680292A - 群组式反应系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种群组式反应系统，包含多个可用于进行反应的反应装置、冷却装置，及供气装置，其中，所述反应装置彼此成间距间隔设置，该冷却装置用于供应冷却液体至所述反应装置的热交换通道，该供气装置用于供应气体至所述反应装置。通过将用于反应的多个反应装置并联并令它们共用冷却装置及供气装置，而可更有效的管控所述反应装置，以更有效率地制备量子点。

Description

群组式反应系统
技术领域
本发明涉及一种反应系统，特别是涉及一种用于制备量子点的群组式反应系统。
背景技术
量子点(Quantum dot)，由于其特有的尺寸性质，因此近年来已被广泛的研究并应用光电、电子、光学等不同领域。
然而，也因为量子点尺寸特性的因素，因此，量子点的合成过程除了容易受到杂质影响之外，温度、浓度等因素也会影响量子点的合成，而量子点合成的效率也是影响量子点商业应用的主要因素之一，因此，如何稳定且有效率的制备量子点，是量子点合成过程的一大考验，也是相关技术领域者亟欲改善的目标之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可用于合成量子点的群组式反应系统。
本发明的群组式反应系统，包含多个反应装置、冷却装置，及供气装置。
所述反应装置设置于该第一空间且彼此成间距间隔设置，其中，每一个反应装置包含界定出可供容设反应溶液的反应空间的反应槽单元、多个贯通该反应槽单元与该反应空间连通的通孔、热交换模组，及注射模组，该热交换模组具有与该反应槽单元连接并供冷却液体流通的热交换通道，且该热交换通道具有入液口及出液口，该注射模组用于自部分的通孔供应反应原料至该反应空间。
该冷却装置用于供应冷却液体至所述反应装置的热交换通道，具有供液主管路、多组与所述反应装置对应并分别与该供液主管路连通的供液侧管路，且每一组供液侧管路具有分别与相应的反应装置的热交换通道的入液口及出液口连通的入液管及出液管。
该供气装置用于供应气体至所述反应装置，具有供气主管路及多条与该供气主管路连通的供气侧管路，且所述供气侧管路与所述反应装置的通孔连通。
较佳地，本发明所述的群组式反应系统，还包含温度反馈装置，具有多个可感测任两相邻的反应槽体之间的冷却液体温度的流体温度感测计、多个感测相应的反应槽体内的反应溶液温度的反应槽温度感测计，及多个分别对应所述入液管设置的控制阀，该控制阀可依据该流体温度感测计及反应槽温度感测计的温度测量结果，调整进入相应的热交换通道的冷却液体的流量。
较佳地，本发明所述的群组式反应系统，其中，该温度反馈装置还具有分别与所述温度感测计及控制阀信号连接的控制单元，该控制单元可依据温度感测结果控制相应的该控制阀以调整冷却液体的流量。
较佳地，本发明所述的群组式反应系统，其中，该供液主管路成U形且水平设置，并具有位于相对两侧的第一管道及第二管道，所述反应槽体分别设置于该第一管道及第二管道。
较佳地，本发明所述的群组式反应系统，其中，任两个以水平方向相邻的反应槽体的最小距离介于30～500厘米。
较佳地，本发明所述的群组式反应系统，还包含分别与该供液主管路的入液口及出液口连通，用以冷却该冷却液体的冰水循环主机、以及与供气主管路连通，用以提供气体的供气站。
较佳地，本发明所述的群组式反应系统，其中，该每一个反应装置还包含搅拌模组，该搅拌模组具有至少一容设于该反应空间的搅拌叶片。
较佳地，本发明所述的群组式反应系统，其中，该注射模组具有至少一组注射单元，每一组注射单元具有液槽及与该液槽连通并经由相应的通孔延伸进入该反应空间的喷嘴，该注射模组可控制该液槽内的液体，以预定压力经由该喷嘴以非接触该反应溶液的方式将该反应原料注入该反应空间。
较佳地，本发明所述的群组式反应系统，其中，该每一个反应装置还包含支撑台、及位于该支撑台下方的升降架，该反应槽单元具有界定该反应空间并具有开口的反应槽体、供用于封闭该开口的槽盖，及与该反应槽体相对两外侧边连接的支撑片，该槽盖被支撑固定于该支撑台，所述通孔贯通该槽盖与该反应空间连通，该支撑片撑靠于该升降架，并可通过该升降架改变该反应槽体的高度位置，令该反应槽体与该槽盖接触或分离，以封闭或开启该开口。
较佳地，本发明所述的群组式反应系统，其中，该槽盖具有封闭部及环围该封闭部的支撑部，该支撑部撑靠于该支撑台表面，该封闭部贯穿该支撑台并用于供与该反应槽体接触并封闭该开口。
较佳地，本发明所述的群组式反应系统，还包含与所述反应装置、冷却装置、供气装置及温度反馈装置信号连接的实时控制装置。
本发明的有益效果在于：利用将用于反应的多个反应装置并联，并令它们共用冷却装置及供气装置，而可更有效的管控所述反应装置，以更有效率地制备量子点。
附图说明
图1是本发明群组式反应系统的实施例的俯视示意图；
图2是本发明该实施例的反应装置的侧剖示意图；及
图3是本发明该实施例的电信号连接关系图。
具体实施方式
本发明群组式反应系统可用于一般量产、小量产的合成反应，例如量子点合成反应。此外，要说明的是，本发明图式仅为表示元件间的结构及/或位置相对关系，与各元件的实际尺寸并不相关。
参阅图1～3，本发明群组式反应系统的实施例，分别容设于彼此相隔离的一操作区域200，及一控制区域300。
该群组式反应系统包括：容设于该操作区域200的多个反应装置2、一冷却装置3、一供气装置4、一温度反馈装置5、一实时控制装置6，及容设于该控制区域300的一冰水循环主机7，及一供气站8。
参阅图2，所述反应装置2彼此成一间距间隔设置，其中，每一个反应装置2包含一支撑台21、一反应槽单元22、多个贯通该反应槽单元22的通孔23、一升降架24、一搅拌模组25、一热交换模组26，及一注射模组27。
具体的说，该反应槽单元22具有一个反应槽体221，该反应槽体221界定出一反应空间222并具有一开口223、一供用于封闭该开口223的槽盖224，及两片与该反应槽体221的相对两外侧边连接的支撑片225。该槽盖224被支撑固定于该支撑台21，具有一封闭部226及环围该封闭部226的支撑部227，该支撑部227撑靠固定于该支撑台21表面，该封闭部226贯穿该支撑台21，供与该反应槽体221接触并封闭该开口223。所述通孔23贯通该槽盖224并与该反应空间222连通。该升降架24位于该支撑台21下方，所述支撑片225撑靠于该升降架24表面，并可通过该升降架24的升/降改变该反应槽体221的高度位置，令该反应槽体221与该槽盖224接触或分离，以封闭或开启该开口223。该搅拌模组25具有一穿过该槽盖224并深入该反应槽体221的搅拌棒251，及自该搅拌棒251延伸出的搅拌叶片252。由于该搅拌叶片252的延伸位置及形状为本技术领域者所已知，且可视实际需求改变调整，因此于此不再赘述。该热交换模组26具有一与该反应槽体221的外壁面连接并供冷却液体101流通的热交换通道261，且该热交换通道261具有供该冷却液体101进出的一入液口及一出液口。该注射模组27位于该支撑台21上，用于自部分的通孔23供应至少一种反应原料至该反应空间222。
该注射模组27具有至少一个注射单元，每一个注射单元具有一液槽271、一与该液槽271连通并经由该通孔23延伸进入于该反应空间222的喷嘴272，且该喷嘴272并会位于反应时的反应溶液(图未示)的液面上方，及一电控闸阀(图未示)。该注射模组27可利用该电控闸阀控制该液槽271中的反应原料，以预定压力经由该喷嘴272以非接触该反应溶液的方式注入该反应空间222。于图2中该注射模组27是以一个注射单元为例说明，然而实际实施时，该注射模组27也可以具有多个注射单元，以供应不同的反应原料。
再请参阅图1，该冷却装置3用于供应该冷却液体101至所述反应装置2的热交换通道261，具有一供液主管路31、多组分别与所述反应装置2对应并与该供液主管路31连通的供液侧管路32，且每一组供液侧管路32具有分别与相应的反应装置2的热交换通道261的入液口及出液口连通的入液管321及出液管322。于本实施例中，该供液主管路31是以具有可较节省空间的U形且水平设置，并具有位于相对两侧的一第一管道311及一第二管道312，所述反应装置2是以6个，且所述反应装置2是彼此间隔并分别设置于该第一管道311及第二管道312为例说明的。然而，实际实施时，该供液主管路31也可以为一字型延伸，其形状并无特别限制，且所述反应装置2的数量也无特别限制，只要是该供液主管路31可供所述反应装置2连通并共用即可。
于一些实施例中，为了可更有效控制每一个反应装置2的温度，该供液主管路31的管径至少为该供液侧管路32的管径的2～10倍。利用供液主管路31与供液侧管路32的管径控制让通过热交换通道261出来的冷却液体101可迅速被位于该供液主管路31的冷却液体101冷却，而可更易于对下一个反应槽体221的温度控制。
于一些实施例中，任两个以水平方向相邻的反应槽体221的最小距离介于30～500厘米，以让进出相邻的热交换通道261的冷却液体101有足够的冷却时间(距离)。
配合参阅图2，该供气装置4用于供应气体102至所述反应装置2，具有一供气主管路41、及多条与该供气主管路41连通的供气侧管路42，及对应每一个供气侧管路42设置的流量控制阀43。每一个供气侧管路42与相应的反应装置2的通孔23连通，并可通过该流量控制阀43控制进入该反应槽体211的气体流量。要说明的是，本实施例中该供气装置4是以一条供气主管路41为例说明的，然而实际实施时，该供气装置4也可以具有多条供气主管路41，而可以利用不同的供气主管路41供应不同的气体。
该温度反馈装置5具有多个流体温度感测计51、反应槽温度感测计52及多个控制阀53，及一控制单元(图未示)，所述流体温度感测计51分设于任两相邻的反应槽体221之间，用于感测任两相邻的反应槽体221之间的供液主管路31内的冷却液体101温度，所述反应槽温度感测计52分别对应每一个反应槽体221设置，用于感测相应的反应槽体221内的反应溶液温度，所述控制阀53分别对应设置于每一个入液管321，并可被控制以用于调整液体的流量，该控制单元分别与所述流体温度感测计51、反应槽温度感测计52及控制阀53信号连接，可接收所述流体温度感测计51及反应槽温度感测计52的感测结果并据以控制相应的控制阀53以调整调整进入相应的热交换通道261的冷却液体101的流量。具体的说，该控制单元通过接收每一个流体温度感测计51及设置于其下游且相邻的反应槽体211的反应槽温度感测计52的温度感测结果，控制相应该反应槽体211的控制阀53以调整进入该反应槽体211的热交换通道261的冷却液体101的流量，利用流量控制进入相应的热交换通道261内的冷却液体101，以更准确的达成对每一个反应槽体221的温度控制。
配合参阅图3，该实时控制装置6与所述反应装置2、冷却装置3、供气装置4及温度反馈装置5信号连接，可用于接收所述装置的感测信号，例如所述反应装置2的温度、冷却液体101的温度、流速、压力等，并用以独立控制每一个反应装置2的操作及反应参数，例如可控制该升降架24的升降、该搅拌模组25的转速、该注射模组27的反应物的注入流量、压力，以及该供气装置4供应的气体流量等。此外，该温度反馈装置5的控制单元也可整合于该实时控制装置6，而可通过该实时控制装置6监控并调整所述反应装置2所需的各种反应参数，以可有效管理所述反应装置2整体的各个反应程序。
于一些实施例中，所述反应装置2也可区分成不同的群组，并令该实时控制装置6对应不同的群组区分成不同的控制单元，如此，可通过所述控制单元对各群组的反应装置2进行监控。
该冰水循环主机7及该供气站8设置于该控制区域300。该冰水循环主机7与该供液主管路31的入液口及出液口连通，用以循环冷却并提供位于该供液主管路31内的冷却液体101。该供气站8与供气主管路41连通，用以提供所需气体102，例如反应过程所需的惰性气体，或是其它不同的反应气体等。要说明的是，本实施例中该供气站8是以供应一条供气主管路41的气体为例说明的，然而，实际实施时，该供气站8可视该供气主管路41的数量，对应提供所需的不同气体。
本发明该群组式反应系统利用将用于反应的多个反应装置2并联，并令所述反应装置2共用冷却装置3及供气装置4，无需针对个别的反应装置2提供冷却液体及供气，因此，于反应过程可无需让每个反应装置2均设置人员监控，仅需于由多个反应装置2构成的群组设置一个人员，即可通过控制装置6对群组内的反应装置2进行监控，而可减少已知单独的反应装置，由于每个反应装置的冷却、供气、入料等均需独立操作，因此，当需要多个反应装置同时反应时，需要耗费较多的人力才有办法有效监控管理每个反应装置的缺点，而可简化操作并节省人力。此外，本发明进一步配合温度反馈装置5，可更准确的管控所述反应装置2的反应温度，而能够有利于量子点的反应控制。
由以上说明可知，本发明群组式反应系统通过将用于反应的多个反应装置2并联，并令它们共用冷却装置3及供气装置4，而可更有效的管控所述反应装置2，以更有效率地制备量子点，故确实能达成本发明的目的。

Claims (11)

1.一种群组式反应系统；其特征在于：包含：
多个反应装置，彼此成间距间隔设置，其中，每一个反应装置包含界定出可供容设反应溶液的反应空间的反应槽单元、多个贯通所述反应槽单元与所述反应空间连通的通孔、热交换模组，及注射模组，所述热交换模组具有与所述反应槽单元连接并供冷却液体流通的热交换通道，且所述热交换通道具有入液口及出液口，所述注射模组用于自部分的通孔供应至少一种反应原料至所述反应空间；
冷却装置，用于供应冷却液体至所述反应装置的热交换通道，具有供液主管路、多组与所述反应装置对应并分别与所述供液主管路连通的供液侧管路，且每一组供液侧管路具有分别与相应的反应装置的热交换通道的入液口及出液口连通的入液管及出液管；及
供气装置，用于供应气体至所述反应装置，具有供气主管路及多条与所述供气主管路连通的供气侧管路，且所述供气侧管路与所述反应装置的通孔连通。
2.根据权利要求1所述的群组式反应系统，其特征在于：还包含温度反馈装置，具有多个可感测任两相邻的反应槽体之间的冷却液体温度的流体温度感测计、多个感测相应的反应槽体内的反应溶液温度的反应槽温度感测计，及多个分别对应所述入液管设置的控制阀，所述控制阀可依据所述流体温度感测计及反应槽温度感测计的温度测量结果，调整进入相应的热交换通道的冷却液体的流量。
3.根据权利要求2所述的群组式反应系统，其特征在于：所述温度反馈装置还具有分别与所述流体温度感测计、反应槽温度感测计及控制阀信号连接的控制单元，所述控制单元可依据温度感测结果控制相应的所述控制阀以调整冷却液体的流量。
4.根据权利要求1所述的群组式反应系统，其特征在于：所述供液主管路成U形且水平设置，并具有位于相对两侧的第一管道及第二管道，所述反应槽体分别设置于所述第一管道及第二管道。
5.根据权利要求1所述的群组式反应系统，其特征在于：任两个以水平方向相邻的反应槽体的最小距离介于30～500厘米。
6.根据权利要求1所述的群组式反应系统，其特征在于：还包含分别与所述供液主管路的入液口及出液口连通，用以冷却所述冷却液体的冰水循环主机、以及与供气主管路连通，用以提供气体的供气站。
7.根据权利要求1所述的群组式反应系统，其特征在于：所述每一个反应装置还包含搅拌模组，所述搅拌模组具有至少一容设于所述反应空间的搅拌叶片。
8.根据权利要求1所述的群组式反应系统，其特征在于：所述注射模组具有至少一组注射单元，每一组注射单元具有液槽及与所述液槽连通并经由相应的通孔延伸进入所述反应空间的喷嘴，所述注射模组可控制所述液槽内的液体，以预定压力经由所述喷嘴以非接触所述反应溶液的方式将所述反应原料注入所述反应空间。
9.根据权利要求1所述的群组式反应系统，其特征在于：所述每一个反应装置还包含支撑台、及位于所述支撑台下方的升降架，所述反应槽单元具有界定所述反应空间并具有开口的反应槽体、供用于封闭所述开口的槽盖，及与所述反应槽体相对两外侧边连接的支撑片，所述槽盖被支撑固定于所述支撑台，所述通孔贯通所述槽盖与所述反应空间连通，所述支撑片撑靠于所述升降架，并可通过所述升降架改变所述反应槽体的高度位置，令所述反应槽体与所述槽盖接触或分离，以封闭或开启所述开口。
10.根据权利要求9所述的群组式反应系统，其特征在于：所述槽盖具有封闭部及环围所述封闭部的支撑部，所述支撑部撑靠于所述支撑台表面，所述封闭部贯穿所述支撑台并用于供与所述反应槽体接触并封闭所述开口。
11.根据权利要求1所述的群组式反应系统，其特征在于：还包含与所述反应装置、冷却装置、供气装置及温度反馈装置信号连接的实时控制装置。
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