CN114367265A - 一种金属有机骨架-金属纳米催化剂的制备设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及催化剂加工设备领域，尤其涉及一种金属有机骨架‑金属纳米催化剂的制备设备，包括混合装置，混合装置的顶部设有蜗杆、第一驱动器，第一驱动器的输出轴连接蜗轮；混合装置的下方设有调节装置，调节装置包括齿圈，齿圈啮合第一主动齿轮，第一主动齿轮连接第二驱动器的输出轴，齿圈啮合第一伞齿轮，第一伞齿轮均啮合第二伞齿轮，第二伞齿轮均连接第二螺杆，第二螺杆外部均套设有滑块，滑块的两端均滑动连接固定板；调节装置的下方设有升温装置，第一伞齿轮下端均连接第一螺杆，第一螺杆均连接于底座。借此，本发明可以使反应物在混合后迅速开始水热反应，减少转移过程中的损失，保证反应物混合均匀，缩短反应后的冷却时间。

Description

一种金属有机骨架-金属纳米催化剂的制备设备

技术领域

本发明涉及催化剂加工设备领域，尤其涉及一种金属有机骨架-金属纳米催化剂的制备设备。

背景技术

金属有机骨架材料作为一类高度有序的新型多孔晶态材料，已成为材料化学领域研究的热点之一。由于其具有类似于分子筛的孔结构、大比表面积、高孔隙率、化学可修饰以及结构组成多样性，它们在气体存储、吸附分离等领域有着广阔的应用前景。利用金属有机骨架材料制备金属有机骨架-金属纳米催化剂的过程中，最主要的就是混合和水热反应两部分（例如，公开号为CN106699550A的专利详细介绍了纳米Cu-CuBTC型金属有机骨架材料的制备方法：加入硫酸铜溶液后的混合溶液，需要搅拌后转移至水热反应釜中进行反应）。

目前，现有的金属有机骨架-金属纳米催化剂的制备设备中，在进行水热反应前的混合溶液混合并不均匀，影响实验结果；混合与水热反应之间，缺乏转移设备，人工转移不仅耗时较长，而且容易损失反应物；水热反应过程中，加热不均匀，反应完成后，需要较长时间冷却反应釜。

如何才能使反应物在混合后迅速开始水热反应，减少转移过程中的损失，保证反应物混合均匀，缩短反应后的冷却时间，成为一个需要突破的技术问题。

综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

发明内容

针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种金属有机骨架-金属纳米催化剂的制备设备，其可以使反应物在混合后迅速开始水热反应，减少转移过程中的损失，保证反应物混合均匀，缩短反应后的冷却时间。

为了实现上述目的，本发明提供一种金属有机骨架-金属纳米催化剂的制备设备，包括混合装置，所述混合装置的顶部设有加料孔，所述加料孔的左侧设有蜗杆，所述蜗杆转动连接于所述混合装置顶部的外壳，所述混合装置的顶部设有第一驱动器，所述第一驱动器的输出轴连接与所述蜗杆配合使用的蜗轮；所述混合装置的下方设有降温装置，且所述混合装置的下端连通所述降温装置内部的出料孔，所述出料孔上设有阀门；所述降温装置的下方设有调节装置，所述调节装置包括转动连接于所述调节装置底部的齿圈，所述齿圈啮合第一主动齿轮，所述降温装置内部设有第二驱动器，所述第一主动齿轮连接所述第二驱动器的输出轴，所述齿圈啮合对称设置的第一伞齿轮，所述第一伞齿轮均啮合第二伞齿轮，所述第二伞齿轮均连接第二螺杆，所述第二螺杆外部均套设有滑块，所述滑块的左右两端均滑动连接固定板，且两侧所述滑块的内螺纹相反；所述调节装置的下方设有升温装置，所述升温装置内壁设置有加热片，所述第一伞齿轮下端均连接第一螺杆，所述第一螺杆均插入所述升温装置内部，且所述第一螺杆均螺纹连接于底座，所述底座上设有反应釜；所述降温装置与所述调节装置之间、所述调节装置与所述升温装置之间均设有避让空间。

根据本发明的金属有机骨架-金属纳米催化剂的制备设备，所述升温装置内部对称设有若干个搅拌件，所述搅拌件均转动连接于所述升温装置的顶面，其中一个所述搅拌件的顶端连接第二主动齿轮，其余所述搅拌件的顶端均连接从动齿轮，所述第二主动齿轮与所述从动齿轮之间设有链条，所述链条连接于所述调节装置内部的顶面。

根据本发明的金属有机骨架-金属纳米催化剂的制备设备，所述第二主动齿轮的顶部连接第三驱动器的输出轴，所述第三驱动器设置于所述降温装置内部，所述第三驱动器的输出轴转动连接于所述调节装置的顶面。

根据本发明的金属有机骨架-金属纳米催化剂的制备设备，所述蜗杆的下端设有搅拌桨。

根据本发明的金属有机骨架-金属纳米催化剂的制备设备，所述混合装置的外壳上设有视窗。

根据本发明的金属有机骨架-金属纳米催化剂的制备设备，所述降温装置的外壳上设有可视门，所述降温装置内部设有安装孔。

根据本发明的金属有机骨架-金属纳米催化剂的制备设备，两侧所述滑块靠近中心的一侧均连接遮挡板。

根据本发明的金属有机骨架-金属纳米催化剂的制备设备，所述底座螺纹连接所述反应釜。

根据本发明的金属有机骨架-金属纳米催化剂的制备设备，所述第二驱动器的输出轴转动连接于所述降温装置的底面。

本发明的目的在于提供一种金属有机骨架-金属纳米催化剂的制备设备，包括第一驱动器、第二驱动器、第三驱动器，第一驱动器、第二驱动器、第三驱动器的配合可以使反应物在混合后可以迅速开始水热反应，减少转移过程中的损失，保证反应物混合均匀；遮挡板可以将避让空间完全封堵，防止热量散失，保证加热效率。综上所述，本发明的有益效果是：可以使反应物在混合后迅速开始水热反应，减少转移过程中的损失，保证反应物混合均匀，缩短反应后的冷却时间。

附图说明

图1为本发明的结构图；图2为图1中降温装置与调节装置处纵向剖面图；

图3为图2中调节装置内部结构俯视图；图4为图1中调节装置与升温装置处纵向剖面图；在图中：1-混合装置，11-第一驱动器，111-蜗轮，12-蜗杆，121-搅拌桨，13-加料孔，14-出料孔，15-阀门，16-视窗，2-降温装置，21-可视门，22-安装孔，3-调节装置，31-第一主动齿轮，32-齿圈，33-第一伞齿轮，331-第一螺杆，34-第二伞齿轮，341-第二螺杆，35-第二主动齿轮，36-链条，37-从动齿轮，38-固定板，4-升温装置，41-底座，42-搅拌件，5-滑块，6-遮挡板，7-第二驱动器，8-反应釜。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1，本发明提供了一种金属有机骨架-金属纳米催化剂的制备设备，包括混合装置1，混合装置1的外壳为中空的圆柱体结构，混合装置1的顶部设有加料孔13，加料孔13连通混合装置1内部；加料孔13的左侧设有蜗杆12，蜗杆12穿过混合装置1顶部的外壳，蜗杆12的下端伸入混合装置1内部，且蜗杆12的下端设有搅拌桨121；蜗杆12转动连接于混合装置1顶部的外壳，且蜗杆12可穿过混合装置1顶部的外壳上下移动；混合装置1的顶部设有第一驱动器11，第一驱动器11的输出轴连接与蜗杆12配合使用的蜗轮111；当开启第一驱动器11，蜗轮111开始转动，蜗轮111带动蜗杆12转动，此时蜗杆12自身旋转，且蜗杆12穿过混合装置1顶部的外壳上下移动，蜗杆12带动搅拌桨121一起运动，将混合装置1内部的溶液混合均匀；混合装置1的外壳上设有视窗16，用户可以通过视窗16观察混合装置1内部溶液的混合情况。

参见图1和图2，混合装置1的下方设有降温装置2，且混合装置1的下端连通降温装置2内部的出料孔14，出料孔14上设有阀门15，当用户通过视窗16观察到混合装置1溶液混合均匀后，可开启阀门15，将混合均匀的溶液释放到反应釜8中，将反应釜8的盖子盖紧后，即可对反应釜8进行升温；降温装置2的外壳上设有可视门21（可看见内部情况的门），用户可开启可视门21，进行开启或关闭阀门15、盖紧反应釜8等操作；降温装置2内部设有安装孔22，可将空气压缩机或风扇的出风口插入安装孔22内（可根据加热温度，自由调节安装孔22连接的设备，若加热温度较低，也可开启可视门21，使反应釜8的温度自然降低），对降温装置2内部进行降温（可视门21并非绝对密封，所以当安装孔22处吹进低温空气后，降温装置2内的热空气可从可视门21的四周逸出，不会导致降温装置2内压力升高）。

参见图2和图3，降温装置2的下方设有调节装置3，调节装置3包括转动连接于调节装置3底部的齿圈32，齿圈32啮合第一主动齿轮31，第一主动齿轮31连接第二驱动器7的输出轴，第二驱动器7设置于降温装置2内，且第二驱动器7的输出轴转动连接于降温装置2的底面；齿圈32啮合左右两侧对称设置的第一伞齿轮33，第一伞齿轮33均啮合第二伞齿轮34，第二伞齿轮34均连接第二螺杆341，第二螺杆341外部均套设有滑块5，且第二螺杆341螺纹连接滑块5，滑块5的两端穿出对称设置的固定板38，固定板38上具有可以使滑块5左右滑动的限位槽；左右两侧滑块5的内螺纹相反，当第二伞齿轮34带动第二螺杆341转动时，左右两侧的滑块5均向中心处滑动；两侧滑块5靠近中心的一侧均连接遮挡板6；当开启第二驱动器7后，第二驱动器7带动第一主动齿轮31转动，第一主动齿轮31带动齿圈32转动，齿圈32带动左右两侧的第一伞齿轮33转动，第一伞齿轮33带动第二伞齿轮34转动，第二伞齿轮34带动第二螺杆341转动，左右两侧的滑块5带动遮挡板6向中心处滑动。

参见图3和图4，调节装置3的下方设有升温装置4，第一伞齿轮33下端均连接第一螺杆331，第一螺杆331均向下延伸插入升温装置4内部，两侧第一螺杆331之间设有底座41，底座41螺纹连接于两侧的第一螺杆331，且当两侧第一螺杆331转动时，底座41可上下移动；当底座41带动反应釜8下移至极限距离时，可通过升温装置4内壁设置的加热片对升温装置4内部进行加热（可根据加热温度，在升温装置4内填充水或导热油）；升温装置4内部对称设有若干个搅拌件42，搅拌件42均转动连接于升温装置4的顶面，搅拌件42均穿出升温装置4的顶面，且其中一个搅拌件42的顶端连接第二主动齿轮35，其余搅拌件42的顶端均连接一个从动齿轮37，第二主动齿轮35与所有从动齿轮37之间设有链条36（链条36包覆于第二主动齿轮35与所有从动齿轮37的外部，当第二主动齿轮35转动时，链条36可将转动的力传导给所有的从动齿轮37），链条36连接于调节装置3内部的顶面，链条36、第二主动齿轮35、从动齿轮37之间的运动不会影响调节装置3内其他结构的运动（与其他结构碰撞、摩擦）；第二主动齿轮35的顶部连接第三驱动器的输出轴，第三驱动器设置于降温装置2内部，第三驱动器的输出轴转动连接于调节装置3的顶面；底座41上螺纹连接有反应釜8，底座41与反应釜8可拆卸连接，既可以防止升温时反应釜8从底座41上脱落，又可以方便反应釜8取用；降温装置2与调节装置3之间、调节装置3与升温装置4之间均设有避让空间，且两个避让空间相互连通（两个避让空间连通在一起，使降温装置2、调节装置3、升温装置4之间形成一个可以使部分底座41和反应釜8通过的通道），当底座41带动反应釜8上移至极限距离时，反应釜8可穿过避让空间（即穿过调节装置3）进入降温装置2内，对反应釜8进行降温。

本发明中，第一驱动器11、第二驱动器7、第三驱动器均为转动电机，且第一驱动器11、第二驱动器7、第三驱动器的转动频率、方向等参数均可调节。

调节第一驱动器11的转动频率（即设置蜗杆12上下移动的极限距离），在升温装置4内通入加热介质（水或导热油等），将开盖的反应釜8螺纹连接在底座41上，即可开始混合溶液；将需要混合的溶液从加料孔13放入混合装置1内，开启第一驱动器11对混合装置1内溶液进行搅拌，待搅拌完成后，开启阀门15，将混合均匀的溶液释放到反应釜8中，再将反应釜8的盖子盖紧，即可开始对反应釜8进行升温；开启第二驱动器7，当底座41带动反应釜8下移至极限距离时，第二驱动器7自动停止，此时，遮挡板6恰好将升温装置4顶部的避让空间完全封堵，防止热量散失，保证加热效率（参见图4），开启第三驱动器，对升温装置4内加热介质进行搅拌，保证加热均匀，加热完毕后，开启第二驱动器7，即可开始对反应釜8进行降温；当底座41带动反应釜8上移至极限距离时（底座41上移的过程中，遮挡板6在滑块5的带动下向远离中心的方向滑动，将避让空间完全露出，不会影响反应釜8的移动，参见图2），反应釜8可穿过避让空间进入降温装置2内，对反应釜8进行降温；降温完成后，即可取出反应釜8进行后续的离心等操作。

本发明提供了一种金属有机骨架-金属纳米催化剂的制备设备，包括第一驱动器、第二驱动器、第三驱动器，第一驱动器、第二驱动器、第三驱动器的配合可以使反应物在混合后可以迅速开始水热反应，减少转移过程中的损失，保证反应物混合均匀；遮挡板可以将避让空间完全封堵，防止热量散失，保证加热效率。综上所述，本发明的有益效果是：可以使反应物在混合后迅速开始水热反应，减少转移过程中的损失，保证反应物混合均匀，缩短反应后的冷却时间。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种金属有机骨架-金属纳米催化剂的制备设备，其特征在于，包括混合装置，所述混合装置的顶部设有加料孔，所述加料孔的左侧设有蜗杆，所述蜗杆转动连接于所述混合装置顶部的外壳，所述混合装置的顶部设有第一驱动器，所述第一驱动器的输出轴连接与所述蜗杆配合使用的蜗轮；

所述混合装置的下方设有降温装置，且所述混合装置的下端连通所述降温装置内部的出料孔，所述出料孔上设有阀门；

所述降温装置的下方设有调节装置，所述调节装置包括转动连接于所述调节装置底部的齿圈，所述齿圈啮合第一主动齿轮，所述降温装置内部设有第二驱动器，所述第一主动齿轮连接所述第二驱动器的输出轴，所述齿圈啮合对称设置的第一伞齿轮，所述第一伞齿轮均啮合第二伞齿轮，所述第二伞齿轮均连接第二螺杆，所述第二螺杆外部均套设有滑块，所述滑块的左右两端均滑动连接固定板，且两侧所述滑块的内螺纹相反；

所述调节装置的下方设有升温装置，所述升温装置内壁设置有加热片，所述第一伞齿轮下端均连接第一螺杆，所述第一螺杆均插入所述升温装置内部，且所述第一螺杆均螺纹连接于底座，所述底座上设有反应釜；

所述降温装置与所述调节装置之间、所述调节装置与所述升温装置之间均设有避让空间。

2.根据权利要求1所述的金属有机骨架-金属纳米催化剂的制备设备，其特征在于，所述升温装置内部对称设有若干个搅拌件，所述搅拌件均转动连接于所述升温装置的顶面，其中一个所述搅拌件的顶端连接第二主动齿轮，其余所述搅拌件的顶端均连接从动齿轮，所述第二主动齿轮与所述从动齿轮之间设有链条，所述链条连接于所述调节装置内部的顶面。

3.根据权利要求2所述的金属有机骨架-金属纳米催化剂的制备设备，其特征在于，所述第二主动齿轮的顶部连接第三驱动器的输出轴，所述第三驱动器设置于所述降温装置内部，所述第三驱动器的输出轴转动连接于所述调节装置的顶面。

4.根据权利要求1所述的金属有机骨架-金属纳米催化剂的制备设备，其特征在于，所述蜗杆的下端设有搅拌桨。

5.根据权利要求1所述的金属有机骨架-金属纳米催化剂的制备设备，其特征在于，所述混合装置的外壳上设有视窗。

6.根据权利要求1所述的金属有机骨架-金属纳米催化剂的制备设备，其特征在于，所述降温装置的外壳上设有可视门，所述降温装置内部设有安装孔。

7.根据权利要求1所述的金属有机骨架-金属纳米催化剂的制备设备，其特征在于，两侧所述滑块靠近中心的一侧均连接遮挡板。

8.根据权利要求1所述的金属有机骨架-金属纳米催化剂的制备设备，其特征在于，所述底座螺纹连接所述反应釜。

9.根据权利要求1所述的金属有机骨架-金属纳米催化剂的制备设备，其特征在于，所述第二驱动器的输出轴转动连接于所述降温装置的底面。

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