CN117617556A - 雾化器、电子雾化装置、雾化组件及制备方法 - Google Patents

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CN117617556A CN202210993908.1A CN202210993908A CN117617556A CN 117617556 A CN117617556 A CN 117617556A CN 202210993908 A CN202210993908 A CN 202210993908A CN 117617556 A CN117617556 A CN 117617556A
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徐中立
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Abstract

本申请提供一种雾化器、电子雾化装置、雾化组件及制备方法；其中，雾化器包括：储液腔，用于存储液体基质；多孔体，与储液腔流体连通以接收液体基质；加热元件，至少部分与多孔体是接触的；加热元件是多孔的，以用于从多孔体吸取液体基质并加热所吸取的液体基质生成气溶胶；加热元件是由多孔树脂凝胶碳化获得的。以上雾化器，多孔的加热元件是由多孔树脂凝胶碳化获得的。

Description

雾化器、电子雾化装置、雾化组件及制备方法
技术领域
本申请实施例涉及电子雾化技术领域，尤其涉及一种雾化器、电子雾化装置、雾化组件及制备方法。
背景技术
烟制品(例如，香烟、雪茄等)在使用过程中燃烧烟草以产生烟草烟雾。人们试图通过制造在不燃烧的情况下释放化合物的产品来替代这些燃烧烟草的制品。
此类产品的示例为加热装置，其通过加热而不是燃烧材料来释放化合物。例如，该材料可为烟草或其他非烟草产品，这些非烟草产品可包含或可不包含尼古丁。作为另一示例，存在有气溶胶提供制品，例如，所谓的电子雾化装置。这些电子雾化装置通常包含液体、多孔陶瓷体、以及形成或结合于多孔陶瓷体上的金属或合金的加热元件，液体被多孔陶瓷体吸收后，再被加热元件加热以使其发生汽化从而产生可吸入的气溶胶。
发明内容
本申请的一个实施例提供一种雾化器，包括：
储液腔，用于存储液体基质；
多孔体，与所述储液腔流体连通以接收液体基质；
加热元件，至少部分与所述多孔体是接触的；所述加热元件是多孔的，以用于从所述多孔体吸取液体基质并加热所吸取的液体基质生成气溶胶；所述加热元件是由多孔树脂凝胶碳化获得的。
在一些实施例中，所述加热元件不包括金属元素；
或者，所述加热元件是非金属的。
在一些实施例中，所述加热元件包括碳。
在一些实施例中，所述加热元件还包括氮或硅。
在一些实施例中，所述加热元件的孔隙率介于30～80％。
在一些实施例中，所述加热元件内的微孔的平均孔径介于1微米到10微米。
在一些实施例中，所述加热元件的体积不大于8mm3。
在一些实施例中，所述加热元件的体密度为0.4～1g/cm3。
在一些实施例中，所述加热元件的机械强度不小于20MPa。
在一些实施例中，所述加热元件的莫氏硬度为2～3。
在一些实施例中，所述加热元件内的微孔基本是三维连通的。
在一些实施例中，所述加热元件的至少部分是裸露于所述多孔体表面的，以用于生成释放气溶胶。
在一些实施例中，所述加热元件的体电阻率介于0.1～1Ω·mm。
在一些实施例中，所述多孔树脂凝胶是由能与甲醛进行聚合的有机单体、甲醛进行聚合反应，并通过相分离将树脂产物从反应体系分离获得的。
“相分离”是物理化学术语，是指当体系温度、压强等外界条件的变化，多组元的体系会分离成分别具有不同组分的几个相；例如，多组元的液相在温度下降时，能分成不相溶混的两个以上的不同组元的液相。
进一步，术语“聚合诱导相分离法(polymerization-induced phaseseparation)”是一种合成多孔材料的化学方法，即是指通过设计前驱液中各个成分的比例，当其中反应物发生聚合反应时，由于反应物的聚合度的上升，导致其与体系中其他组分的兼容度(混溶性)下降，从而发生相分离，最终以“凝胶”固化的形式将相分离的演化结构“冻结”，从而获得多孔材料的方法。
在一些实施例中，所述有机单体包括苯酚、间苯二酚、均苯三酚、尿素、三聚氰胺、双氰胺、或它们衍生物中的至少一种。
在一些实施例中，所述加热元件上还设置有沿预定方向有序地布置的通孔。
在一些实施例中，所述通孔沿所述加热元件的厚度方向贯穿所述加热元件。
在一些实施例中，所述通孔的孔径大于所述加热元件内的微孔的孔径；
和/或，所述通孔的直径介于0.05～1.0mm。
在一些实施例中，所述通孔丝肉眼可见的。
在一些实施例中，所述加热元件是片状的；所述通孔至少位于所述加热元件的中央区域。
在一些实施例中，所述加热元件具有界定内部微孔的骨架，该骨架的表面上具有小于2nm的活化孔。
在一些实施例中，所述活化孔是通过将所述加热元件进行活化处理形成的；所述活化处理包括将所述加热元件于活性气体气氛中煅烧，或者将所述加热元件于活性溶液中浸泡；所述活性气体包括水蒸气或二氧化碳，所述活性溶液包括氢氧化钾或氯化锌。
在一些实施例中，所述加热元件的氮气吸脱附曲线为I型等温线。
本申请的又一个实施例还提出一种电子雾化装置，包括雾化液体基质生成气溶胶的雾化器、以及为所述雾化器供电的电源机构；所述雾化器包括以上所述的雾化器。
本申请的又一个实施例还提出一种雾化器，包括：
储液腔，用于存储液体基质；
多孔体，与所述储液腔流体连通以接收液体基质；
加热元件，至少部分与所述多孔体是接触的；所述加热元件是多孔的，以用于从所述多孔体吸取液体基质并加热所吸取的液体基质生成气溶胶；所述加热元件的体电阻率介于0.1～1Ω·mm。
本申请的又一个实施例还提出一种用于电子雾化装置的雾化组件，包括：
多孔体；
非金属的加热元件，至少部分与所述多孔体是接触的；所述加热元件是多孔的，以用于从所述多孔体吸取液体基质并加热所吸取的液体基质生成气溶胶；所述加热元件的体电阻率介于0.1～1Ω·mm。
本申请的又一个实施例还提出一种雾化器，包括：
储液腔，用于存储液体基质；
多孔体，与所述储液腔流体连通以接收液体基质；
加热元件，至少部分与所述多孔体是接触的；所述加热元件是多孔的，以用于从所述多孔体吸取液体基质并加热所吸取的液体基质生成气溶胶；所述加热元件包括：
非金属的骨架，以及形成于所述骨架之间的微孔；所述骨架是导电的；
所述骨架的表面是光滑的。
本申请的又一个实施例还提出一种雾化器，包括：
储液腔，用于存储液体基质；
多孔体，与所述储液腔流体连通以接收液体基质；
加热元件，至少部分与所述多孔体是接触的；所述加热元件是多孔的，以用于从所述多孔体吸取液体基质并加热所吸取的液体基质生成气溶胶；所述加热元件内具有无序地分布的微孔，该微孔的平均孔径介于1微米到10微米；
所述加热元件上还设置有至少一个沿预定方向贯穿所述加热元件的通孔，所述通孔的直径大于所述微孔的平均孔径。
在一些实施例中，所述通孔沿所述加热元件的厚度方向贯穿所述加热元件。
在一些实施例中，所述通孔是通过激光致孔形成的。
在一些实施例中，所述加热元件是片状的；
所述通孔至少位于所述加热元件的中央区域；和/或，所述通孔靠近所述加热元件的几何中心。
本申请的又一个实施例还提出一种雾化组件的制备方法，包括如下步骤：
将能与醛类化合物进行聚合的有机单体、醛类化合物进行聚合反应，并通过相分离使聚合反应的树脂产物从反应体系中分离，获得多孔树脂凝胶；
将所述多孔树脂凝胶碳化，获得加热元件；
获取多孔体，并将所述加热元件结合于所述多孔体上。
以上雾化器，多孔的加热元件是由多孔树脂凝胶碳化获得的。对于液体基质的雾化是有利的。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是一实施例提供的电子雾化装置的示意图；
图2是图1中雾化器一个实施例的示意图；
图3是图2中雾化组件一个视角的结构示意图；
图4是图3中雾化组件一个视角的分解示意图；
图5是一个实施例中加热元件的制备方法的示意图；
图6是一个实施例中加热元件的一个放大倍数的截面电镜扫描图；
图7是又一个实施例的加热元件的一个放大倍数的截面电镜扫描图；
图8是又一个实施例的加热元件一个放大倍数的截面电镜扫描图；
图9是又一个实施例的加热元件一个放大倍数的截面电镜扫描图；
图10是又一个实施例的加热元件一个放大倍数的截面电镜扫描图；
图11是又一个实施例的加热元件一个放大倍数的截面电镜扫描图；
图12是又一个实施例的加热元件一个放大倍数的截面电镜扫描图；
图13是又一个实施例的雾化组件的多孔体与加热元件装配前的分解示意图；
图14是又一个实施例的加热元件的示意图；
图15是一个实施例中多孔的加热元件活化处理前后的氮气吸附曲线的对比图。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面结合附图和具体实施方式，对本申请进行更详细的说明。
本申请提出一种电子雾化装置，可以参见图1所示，包括存储有液体基质并对其进行汽化生成气溶胶的雾化器100、以及为雾化器100供电的电源组件200。
在一个可选的实施中，比如图1所示，电源组件200包括设置于沿长度方向的一端、用于接收和容纳雾化器100的至少一部分的接收腔270，以及至少部分裸露在接收腔270表面的第一电触头230，用于当雾化器100的至少一部分接收和容纳在电源组件200内时为雾化器100供电。
根据图1所示的实施，雾化器100沿长度方向与电源组件200相对的端部上设置有第二电触头21，进而当雾化器100的至少一部分接收于接收腔270内时，第二电触头21通过与第一电触头230接触抵靠进而形成导电。
电源组件200内设置有密封件260，并通过该密封件260将电源组件200的内部空间的至少一部分分隔形成以上接收腔270。在图1所示的实施中，该密封件260被构造成沿电源组件200的横截面方向延伸，并且可选是采用具有柔性材质制备，进而阻止由雾化器100渗流至接收腔270的液体基质流向电源组件200内部的控制器220、传感器250等部件。
在图1所示的实施中，电源组件200还包括沿长度方向背离接收腔270的另一端的用于供电的电芯210；以及设置于电芯210与容纳腔之间的控制器220，该控制器220可操作地在电芯210与第一电触头230之间引导电流。
在使用中电源组件200包括有传感器250，用于感测雾化器100进行抽吸时产生的抽吸气流，进而控制器220根据该传感器250的检测信号控制电芯210向雾化器100输出电流。
进一步在图1所示的实施中，电源组件200在背离接收腔270的另一端设置有充电接口240，用于对电芯210充电。
图2的实施例示出了图1中雾化器100一个实施例的结构示意图，包括：
主壳体10；根据图2所示，该主壳体10大致呈纵长的筒状，当然其内部是中空用于存储和雾化液体基质的必要功能部件；主壳体10具有沿长度方向相对的近端110和远端120；其中，根据通常使用的需求，近端110被配置为作为用户吸食气溶胶的一端，在近端110设置有用于供用户抽吸的吸嘴口A；而远端120被作为与电源组件200进行结合的一端。
进一步参见图2所示，主壳体10的内部设置有用于存储液体基质的储液腔12，以及用于从储液腔12中吸取液体基质并加热雾化液体基质的雾化组件。其中，在图2所示的示意图中，主壳体10内设有沿轴向设置的气溶胶传输管11，该气溶胶传输管11与主壳体10内壁之间的空间形成用于存储液体基质的储液腔12；该气溶胶传输管11相对近端110的第一端与吸嘴口A连通，从而将生成的气溶胶传输至吸嘴口A处吸食。
进一步在一些可选的实施中，气溶胶传输管11与主壳体10是由可模制材质一体模制的，进而制备后形成的储液腔12朝远端120呈敞口或开口。
进一步参见图2和图3所示，雾化器100还包括有雾化组件，用于雾化至少部分的液体基质生成气溶胶。具体，雾化组件包括多孔体30；以及从多孔体30吸取液体基质并进行加热汽化的加热元件40。以及在一些实施方式中，多孔体30可由多孔陶瓷、多孔玻璃陶瓷、多孔玻璃等刚性毛细元件制成。或者在又一些实施中，多孔体30包括内部具有毛细通道能吸收和传递液体基质的毛细元件。
雾化组件是被容纳和保持于密封元件20内的，并且雾化组件的多孔体30是通过密封元件20界定的导液通道13与储液腔12流体连通以接收液体基质的。则在使用中如图2中箭头R1所示，储液腔12内的液体通过导液通道13流向雾化组件进而被吸收和加热；而后产生的气溶胶再通过气溶胶传输管11输出至吸嘴口A处由用户抽吸，如图2中箭头R2所示。
进一步参见图3至图4所示，雾化组件的具体构造中包括：
多孔体30，具有相背离的表面310和表面320；其中在装配后，表面310是朝向储液腔12的，通过导液通道13与储液腔12流体连通，以吸取液体基质；表面320是背离储液腔12的。
在一些实施中，多孔体30是通过将原料粉末例如陶瓷粉末与造孔剂混合后模制、烧结制备的。以及，多孔体30内的微孔是由造孔剂烧结形成的。以及，多孔体30内的微孔平均孔径15～50μm。以及，多孔体30的孔隙率为35～75％。多孔体30的陶瓷材料粉末包括氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化钙、二氧化硅、堇青石等中的至少一种。
在该实施例中，多孔体30大致呈片状或板状或块状，并由厚度方向相背的两个侧表面分别作为表面310和表面320。或者在更多的实施例中，多孔体30可以具有更多的形状，例如拱形、杯状、槽形的形状等等。或者例如申请人在中国专利申请公开第CN215684777U号中提供了关于具有内部通道的拱形多孔体的形状，以及度多孔体吸取液体基质和雾化液体基质的配置细节，上述文献全文以参见的方式纳入本文。
以及在实施中，表面320具有大约8～15mm左右的长度尺寸、3～8mm左右的宽度尺寸。以及在实施中，表面320上设置有凹槽321；加热元件40是被装配和保持于凹槽321内的。凹槽321基本是沿表面320的长度方向延伸的。以及，凹槽321的长度和宽度是与加热元件40的长度和宽度相同，或者凹槽321的长度和宽度略微大于加热元件40的长度和宽度；进而使得加热元件40能较为顺畅和紧固地装配和保持于凹槽321内。
以及进一步地参见图3至图4所示，雾化组件的加热元件40是多孔的；加热元件40内部具有微孔孔隙，该加热元件40能进一步地通过与多孔体30接触进而吸取并加热源自多孔体30的液体基质。
以及加热元件40至少部分是裸露于表面320的，以用于释放生成的气溶胶。
或者在又一些变化的实施例中，多孔体30的表面320是平坦的；以及，表面320是没有形成以上凹槽321的。加热元件40直接通过表面贴装、焊接、机械固定或粘结浆料烧结等方式结合于多孔体30的表面320。
以及在一些实施中，加热元件40是薄片的；例如图4所示，加热元件40被构造成是基本薄的片状或板状；薄可以被描述成加热元件40的厚度是小于长度和/或宽度的。以及在图4的实施中，加热元件40具有大约6～14mm的长度尺寸d11、以及2～6mm的宽度尺寸d12；以及，加热元件40大约具有0.2mm～2mm的厚度。使得加热元件40与多孔体30具有大的接触面积，对于提升液体基质在它们之间的传递效率是有利的；至少对于防止加热元件40吸取液体基质不足时产生干烧是有利的。或者在又一些实施例中，加热元件40是具有更大的厚度的块状体等。
在一些实施例中，加热元件40是非金属的；或者加热元件40中不含有金属元素或金属成分。以及，加热元件40是通过树脂凝胶法制备的非金属多孔加热元件40；例如，加热元件40包括至少包括碳；或者加热元件40还包括非金属氮、或硅。
在一些实施中，加热元件40和多孔体30均是独立制备后，再通过镶嵌或机械固定等方式将加热元件40固定、装配或结合于多孔体30的表面320上内使它们结合一体的。
以及进一步根据图3至图4所示，雾化组件还包括：
电极51和电极52，以用于在加热元件40的长度方向上引导电流；
以及，电极51和电极52至少部分是形成于多孔体30的表面320的。以及在装配后，电极51与加热元件40的部分41的部分表面是接触或导通的；以及，电极52与加热元件40的部分42的部分表面是接触或导通的。以及在装配后，电极51是完全或至少部分覆盖加热元件40的部分41的；以及电极52是完全或至少部分覆盖加热元件40的部分42的。以及，电极51和电极52沿表面320的宽度方向的延伸尺寸是大于加热元件40的宽度尺寸的。
以及，电极51沿宽度方向跨过凹槽321或加热元件40的；电极52沿宽度方向跨过凹槽321或加热元件40的。
以及在实施中，电极51和电极52至少部分在表面320处对加热元件40进行支撑或保持，以将加热元件40紧固地保持于凹槽321内，并阻止加热元件40从凹槽321内脱出。例如在一些实施中，电极51和/或电极52是电极薄片、电极板或电极盘，通过将电极51和/或电极52于表面320上焊接或机械固定等，使电极51和电极52与加热元件40导电。或者在制备中加热元件40的部分41和部分42的裸露表面涂敷导电浆料例如银浆，而后再将电极51和电极52固定于表面320上焊接或机械固定，并使导电浆料固化后形成导电。
或者在又一些实施中，电极51和电极52是印刷或沉积等形成的。例如通过将导电浆料印刷或沉积于表面320上，并使导电浆料至少部分渗入至加热元件40的部分41与凹槽321之间的缝隙、以及渗入部分42与凹槽32之间的缝隙，而后烧结或固化即可形成电极51和电极52。并且，渗入部分41与凹槽32之间的导电浆料、以及渗入部分42与凹槽32之间的导电浆料烧结或固化后至少部分提供将部分41和/或部分42与多孔体30之间的连接。以及导电浆料形成的电极51和电极52分别是至少部分浸入或渗入部分41和部分42的微孔孔隙内的。
以及在装配后，电极51和电极52是裸露的；则雾化器100的第二电触头21，从远端120伸入至雾化器100内并抵靠于电极51和电极52上形成导通，以用于对加热元件40供电。以及在实施中，加热元件40的部分41和部分42是用于限定加热元件40的电连接区，进而在使用中对加热元件40供电。以及，加热元件40的部分43主要是限定加热液体基质的加热区。
本申请的又一个实施例还提出一种通过树脂凝胶法制备的非金属多孔加热元件40的方法，参见图5所示，包括：
S10，获取能与甲醛进行聚合反应的有机单体；
术语“单体”是有机化学领域名词术语；单体(monomer)是能与同种或他种分子聚合的小分子的统称，是能起聚合反应或缩聚反应等合成高分子化合物的简单化合物，是合成聚合物所用的-低分子的原料。“有机单体”通常即为含碳的单体。
步骤S10中的这一类有机单体例如苯酚、间苯二酚、均苯三酚、尿素、三聚氰胺、甲苯、二甲苯、双氰胺、或者它们的同类型衍生物例如含有硅氧键的衍生物等中的一种或多种。这一类有机碳源能与甲醛进行聚合反应形成聚合树脂；例如苯酚/间苯二酚/均苯三酚能与甲醛缩聚形成酚醛树脂，又例如尿素能与甲醛缩聚形成脲醛树脂，又例如三聚氰胺能与甲醛缩聚形成蜜胺树脂等。
S20，将以上有机单体于液相反应体系中通过酸、碱或金属盐的催化作用下与甲醛发生聚合反应，并通过对反应体系进行相分离以分离得到多孔树脂凝胶产物；
S30，将步骤S20的多孔树脂凝胶干燥后，于真空或者惰性气氛中煅烧炭化，即可制备获得含有碳的多孔加热元件前体；
S40，将多孔加热元件前体按照所需的尺寸或形状进行切割、清洗、除杂、过滤、烘干，之后即获得加热元件40。
步骤S10中所构建的液相反应体系，是通过液相溶剂实现的；通常以水、甲醇、乙醇等作为酚醛树脂的制备的反应溶剂构建液相反应体系。
或者在又一些实施例中，步骤S10中的有机单体是能与乙醛、丙醛等醛类化合物进行聚合反应的；进而与乙醛、丙醛等醛类化合物聚合生成酚醛树脂凝胶等。
其中，以上步骤S20中，“相分离”是物理化学术语，是指当体系温度、压强等，或组分的比例、兼容性等发生变化时，多组元的体系会分离成分别具有不同组分的几个相；例如，多组元的液相在温度下降时，能分成不相溶混的两个以上的不同组元的液相、或固相和液相等。
进一步，术语“聚合诱导相分离法(polymerization-induced phaseseparation)”是一种合成多孔材料的化学方法，即是指通过设计前驱液中各个成分的比例，当其中反应物发生聚合反应时，由于聚合度的上升，诱导其与反应体系中其他组成兼容度(混溶性)下降，从而发生相分离，最终以“凝胶”固化的形式将相分离的演化结构“冻结”，从而获得多孔材料的方法。
具体地，例如在步骤S20中，初始阶段包括溶剂、反应物和催化剂的体系基本是处于均相状态；而反应进行中随着树脂产物的生成量增加，树脂产物与反应体系之间的相容性逐渐变差；此时，反应体系在热力学上不再相容，相分离开始发生，由于体系追求最小的表面能，因此相结构会逐步粗大化。
以及在步骤S20的诱导相分离的过程中，可以向体系中添加甲醛以增加甲醛单体的浓度，使体系在诱导相分离过程中相态由分散孔向相反转结构转变时，体系遵循“旋节线降解机理(spinodal decomposition)”增大形成的树脂凝胶中的孔隙和孔径，得到多孔树脂凝胶。诱导相分离的有机单体与甲醛聚合的反应体系中，当甲醛的浓度较低时，形成的是球状颗粒堆积的多孔结构，或骨架较细的三维连通多孔结构；当甲醛的浓度较高时，形成的是孔径较大、骨架较粗的三维连通多孔结构。
以及步骤S20中反应过程中的酸性或金属盐的催化剂都能加快聚合过程中羟甲基化速度。酸性催化剂如盐酸、硝酸等；或者金属盐类催化剂例如氯化铁等。
步骤S30进一步将生成的树脂凝胶干燥后于真空或者惰性气氛中进行煅烧碳化，使凝胶分解形成基本是仅含碳或含碳氮的多孔加热元件前体。“碳化又称炭化、焦化等，是指固体或有机物在无氧化性气氛的条件下加热分解的反应过程”。碳化的过程是在炭化炉设备中，于惰性气氛或真空条件下升温至500～2000℃下煅烧进行。在一些实施中，步骤S30的碳化过程中的煅烧温度应大于600度，为了保证其电阻率能满足雾化的需要；在又一些实施例中，碳化过程中的煅烧温度应大于或等于900度。
或者在一些具体的实施例中，通过间苯二酚与甲醛的树脂凝胶法制备的非金属多孔加热元件40的方法，包括：
S10，获取间苯二酚；
S20，将1摩尔的间苯二酚溶于200毫升pH为2的稀硝酸中，再加入25～30毫升的乙醇，然后加入2摩尔的甲醛。搅拌至混合均匀之后，放入40度的保温箱静置反应24小时，分离含有树脂产物的液层，并随后经过洗涤、干燥得到多孔树脂。
S30，将多孔树脂放入惰性气氛炉、或者真空炉进行碳化之后可以得到多孔碳的加热元件40。碳化温度条件为：以8度每分钟，升到1500度，保持2小时。
或者在一些具体的实施例中，通过苯酚与甲醛的树脂凝胶法制备的非金属多孔加热元件40的方法，包括：
S10，获取苯酚；
S20，将0.5摩尔的苯酚和0.5摩尔的尿素溶于100～400毫升pH为1～5的稀硝酸中，加入1～100毫升的乙醇，然后加入2摩尔的甲醛。搅拌至混合均匀之后，放入40度的保温箱静置24小时后，得到多孔树脂。
S30，该多孔树脂经过洗涤、干燥、在真空中碳化之后可以得到多孔碳。碳化温度条件为：1～10度每分钟，升到600～2000度，保持1～6小时进行碳化。
或者在一些具体的实施例中，通过间苯二酚与甲醛的树脂凝胶法制备的非金属多孔加热元件40的方法，包括：
S10，获取间苯二酚；
S20，将间苯二酚、甲醛和1M的盐酸溶液三者按照质量比6:6:8混合，再加入与盐酸体积比为1:1.5的乙醇，搅拌至全部溶解构建反应体系；转入冰浴条件诱导下继续进行反应，并在此加入与无水乙醇体积比为1:1质量分数为37％的甲醛溶液，搅拌反应30分钟；观察反应体系的分层现象，待分层基本稳定后从反应体系将含有树脂溶胶的分离相分离并于模具中老化和成型得到多孔树脂凝胶；
S30，将多孔树脂凝胶置于50℃下干燥24h，再转移至100℃条件下进行进一步干燥6h；再将干燥后的干凝胶于800℃煅烧5h碳化，得到多孔加热元件前体。
在以上具体的实施中，总共的反应物添加量中，间苯二酚与甲醛的摩尔比为1.1～1.8。步骤S20中甲醛分两次投料，一次是在反应体系构建时与间苯二酚一起加入、另一次是在冰浴诱导时投料，分两次投料可减缓反应放热，并降低体系中游离酚的含量。
以及在又一些实施例中，还可以通过调节孔隙率调节电阻率的范围，以及在一个具体的实施例中，于1600℃下煅烧碳化得到的多孔加热元件40的电阻率0.3Ω·mm。将碳化温度提高到2000℃，煅烧碳化得到的多孔加热元件40的电阻率降低至0.1Ω·mm。例如在一些实施例中孔隙率10％的1600℃下煅烧碳化得到的多孔加热元件40的电阻率大约为0.15Ω·mm。
进一步地，以上的制备中通过调整反应体系中溶剂的量和甲醛的量，以调整生成的凝胶中的孔隙和孔径，从而制备获取加热元件40中所需的孔隙和孔径的大小。例如图6中示出了一个实施例中以相对少的甲醛的量制备的加热元件40的剖面在电子显微镜的3000倍放大倍数下的微观形貌图；从图6的剖面中，该实施例的加热元件40中的相连成三维网络的微孔孔径主要是2～4微米。以及，例如图7中示出了又一个实施例中以相对多的甲醛和溶剂的量制备的加热元件40的剖面在电子显微镜的不同倍数下的微观形貌图；从图7的剖面中，该实施例的加热元件40中的相连成三维网络的微孔孔径主要是4～8微米。在一些实施例中，用于缩聚的有机单体与甲醛等醛类化合物的摩尔比为1.1～5.0，对于保持三维网络的微孔孔径是有利的。
或者进一步地图8至图9示出了多个实施例中以不同倍数比例的乙醇溶剂构建反应体系所制备的获得的加热元件40的剖面在电子显微镜的不同倍数下的微观形貌图。不同的倍数比例的溶剂，使得凝胶具有不同的体积，从而使得制备的加热元件40的孔隙和孔径的大小是不同的。例如放大1000倍时，图8中采用较少乙醇溶剂制备的加热元件40的孔隙率和孔径，是大于图9中采用较多倍数乙醇溶剂制备的加热元件40的孔隙率和孔径的。
或者进一步地图10至图12分别示出了以0.2mmol、0.4mmol、0.8mmol的不同浓度氯化铁盐做催化剂，所制备得到的加热元件40的剖面在电子显微镜的不同倍数下的微观形貌图。从图10至图12中可以看出，相对低浓度的金属催化剂，对于产生大孔径是有利的。
在实施例中，多孔的加热元件40内的微孔基本是三维连通的；或者多孔的加热元件40内的微孔是共连续多孔结构(co-continuous structure)或者类旋节线结构(spinodal-like structure)。
以及在实施中，通过调节反应物的量或反应条件或催化剂浓度等使制备获得的多孔加热元件40的孔隙率保持在30～80％。
在一个具体的实施例中，将一个制备的多孔的加热元件40，通过国标GB/T21650.1-2008压汞法测量一个实施例中制备的加热元件40内部的微孔孔隙的分布参见下表1：
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根据以上制备的实施例的加热元件40的压汞法测得的加热元件40的孔隙率为60.9％。以及压汞法所测得的孔径分布中，多孔的加热元件40内的微孔中孔径1微米到10微米之间的微孔占比为91.66％；孔径1微米到10微米之间的微孔占比是大于90％的。以及，加热元件40内的微孔中孔径10微米到20微米之间的微孔占比为0.14％。以及，加热元件40内的微孔中孔径大于20微米的微孔占比为2.37％。以及，加热元件40内的微孔中孔径小于1微米以下的微孔占比为1.01％。
以及，进一步根据以上压汞法所测得的孔径分布中，90％以上的微孔的孔径介于1.6～2.5微米，集中度较高；表明整体加热元件40中的微孔的孔径是比较均匀的。
以及在实施中，多孔的加热元件40内的微孔的平均孔径分布在1微米到10微米；在又一些实施中，多孔的加热元件40内的微孔的平均孔径分布1～4微米是有利的。
或者在又一些变化的实施例中，通过调节制备的反应条件或溶剂的量，使得制备的多孔的加热元件40内孔径为4微米到7微米之间的微孔占比大于85％。
在实施中，多孔的加热元件40基本是多孔碳；以及，多孔的加热元件40的体电阻率在：0.1～1Ω·mm。进一步地，保持多孔的加热元件40的体电阻率在0.5～0.8Ω·mm是有利的。
在实施中，多孔的加热元件40的体积不大于8mm3；进一步地，保持多孔的加热元件40的体积不大于5mm3；对于提升热利用效率减少发散是有利的；以上多孔的加热元件40体积是指表观(宏观)体积。
在实施中，多孔的加热元件40的表观面积应不小于5mm2；进一步地，保持多孔的加热元件40的表观面积应不小于5mm2，对于传递液体基质或热量是有利的。
或者在步骤S30之后、步骤S40之前，将步骤S30制备获得的加热元件前体进行活化处理，使加热元件40的骨架的壁上进一步产生大量的活化的微孔；通过活化产生的微孔孔径通常小于2纳米。在一些实施例中，加热元件前体进行活性处理是于活性的气体例如水蒸气、二氧化碳等气氛下再次煅烧，通过活性气体与加热元件前体的孔隙表面的活性点反应从而活化；或者在又一些实施例中，加热元件前体进行活化处理是将加热元件40于氢氧化钾溶液、氯化锌溶液等中浸泡，使加热元件前体的孔隙表面的活性点反应从而活化。
以及在以上图中可以看出，通过树脂凝胶烧结的加热元件40的多孔骨架表面基本是光滑的，至少比造孔剂烧结形成的骨架表面光滑。
例如图15示出了以上加热元件40在二氧化碳气氛下再次煅烧(煅烧温度1000～1500℃)活化前后的，通过氮气吸脱附仪器测试的加热元件40的氮气吸脱附曲线的对比图。根据图15中的测试的吸脱附曲线对比中，活化前加热元件40的氮气吸脱附曲线为II型等温线，活化后加热元件40的氮气吸脱附曲线为I型等温线。活化之后的，由于加热元件40的骨架表面存在大量的活化孔(<2nm)，在接近0的极低压力区就表现出较大的气体吸附量，进而使吸脱附曲线呈现为I型等温线；而未活化的加热元件40的吸脱附曲线呈现为II型等温线。
以上氮气吸脱附曲线是材料测试领域用于描述多孔材料对氮气物理吸附的特性的表征曲线；在该表征中，多孔材料的氮气吸脱附曲线被细分为六种类型，分别为I型、II型、III型、IV型、V型、VI型。
在实施中，多孔的加热元件40仅含有碳、氮、硅等无机非金属元素，而不含有金属元素；多孔的加热元件40耐强酸强碱，无金属溶出污染液体基质。当聚合反应中采用金属盐作为催化剂时，加热元件40中仅含有极低量的来自于催化剂的金属离子残留，这些残留的金属成分可以通过浸泡在水，或酸性溶液中取出，因此是基本是可以忽略的；或者加热元件40基本不含有金属元素。
在实施中，多孔的加热元件40的莫氏硬度为2～3，对于减少掉粉是有利的。
以及在实施中，多孔的加热元件40具有的机械强度不小于20MPa。机械强度的测试方法参照国标GB/T 1041-2008实施。
以及在实施中，多孔的加热元件40的体密度为：0.4～1g/cm3。
或者图13示出了又一个变化实施例的雾化组件的示意图。在该实施例中雾化组件包括：
多孔体30a；以及，多孔的加热元件40a。其中，
多孔体30a的表面320a具有沿长度方向相背离的第一侧端和第二侧端；凹槽321a包括靠近第一侧端的区段3210a、靠近第二侧端的区段3230a、以及位于区段3210a和区段3230a之间的区段3220a。加热元件40a是被装配和保持于凹槽321a内的。
以及在该图13的实施例中，加热元件40a的长度尺寸d11可以具有大约6～12mm；以及，加热元件40a的宽度尺寸d12可以具有大约1～4mm；以及，加热元件40a的高度尺寸d13可以具有大约2～6mm；以及加热元件40a的高度尺寸d13是大于加热元件40的宽度尺寸d12的，进而使加热元件40a保持于凹槽321a内时呈竖立或站立的，而非平躺的。或者在更多的变化实施例中，加热元件40a还可以具有圆柱形或截面为多边形的棱柱状等。
以及在实施中，凹槽321a的区段3210a和区段3230a大约具有的宽度尺寸是与加热元件40a的宽度尺寸d12相同的；例如区段3210a和区段3230a具有大约1～4mm的宽度尺寸。以及，区段3220a的宽度尺寸大于区段3210a/区段3230a/加热元件40a的宽度尺寸；在实施中，区段3220a的宽度尺寸大约为3～6mm。
以及，区段3220a的长度尺寸是小于加热元件40a的长度尺寸d11的；以及区段3220a的长度尺寸可以具有大约4～10mm；则在装配后，加热元件40a是沿长度方向跨过区段3220a的。以及装配后，加热元件40a是从区段3210a穿过或延伸至区段3230a的。
以及，加热元件40a包括：
部分41a，靠近并界定加热元件40a长度方向的第一端；在装配后通过与电极接触或覆盖，界定加热元件40a的第一电连接部分；
部分42a，靠近并界定加热元件40a长度方向的第二端；在装配中通过与电极接触或覆盖，界定加热元件40a的第二电连接部分；
部分43a，位于部分41a和部分42a之间；主要用于界定加热元件40a的发热部分。
在装配中，部分41a被容纳和保持于凹槽321a的区段3210a内，以及部分42a被容纳和保持于凹槽321a的区段3230a内；以及部分43a被容纳和保持于凹槽321a的区段3220a内。
以及在装配后，加热元件40a是与多孔体30a的表面320a平齐或比低于表面320a低1～2mm的。以及，加热元件40a至少是不相对于表面320a凸出的。
以及在装配后，区段3220a的内侧表面与加热元件40a主要是部分43a的侧表面之间是非接触的；以及区段3220a的内侧表面与部分43a的侧表面之间具有间距，该间距的宽度大约1～2mm。间距是在加热元件40a的部分43a的宽度方向的两侧界定，进而以用于提供加热元件40a释放气溶胶的空间。
以及进一步参见图13所示，凹槽321a的深度沿长度方向基本是恒定的，且凹槽321a的深度基本是与加热元件40a的高度尺寸d13是相等的。则装配后，加热元件40a的下端面是与凹槽321a的底壁贴合或接触的，以用于吸取液体基质。以及在装配后，加热元件40a的上端面基本是裸露的。以及，部分43a与多孔体30a的接触的面积小于部分43a的外表面积的25％；对于限制接触减少热量传递是有利的。
或者图14示出了又一个变化实施例的多孔的加热元件40b的示意图；在该实施例中，在片状的多孔加热元件40b上设置有沿厚度方向贯穿该加热元件40b的通孔45b。具体地：
加热元件40b沿厚度方向的表面410b是与多孔体30贴合或结合或接触的表面；以及，表面420b是裸露的表面。以及，在接触的过程中，从多孔体30吸收的的液体基质由加热元件40b的表面410b传递至表面420b上。在传递的过程中，加热元件40b的中央区域44b内接收到的液体基质的传递是显著地低于外围的边缘区域的。则通过在该中央区域44b上设置厚度方向贯穿的通孔45b，对于提升液体基质在中央区域44b的表面420b是有利的。
以及在实施例中，通孔45b是靠近加热元件40b的几何中心的。
以及在实施例中，通孔45b的数量可以包括一个或多个。
以及在实施例中，通孔45b是预定的方向例如厚度方向布置的；或者通孔45b是有序地延伸或布置的。以及，加热元件40b内的微孔是无需地布置的。
以及在实施例中，通孔45b是通过激光打孔、腐蚀等方式形成的。
以及在实施例中，通孔45b的直径是大于加热元件40b内的微孔的孔径的。以及在实施例中，通过激光等方式形成的通孔45b的直径大约可以介于0.05～1.0mm。优选地，通孔45b的直径大约为0.1～0.5mm。以及在实施例中，通过激光打孔或致孔等方式形成的相对较大直径的通孔45b是肉眼可见的。
以及在实施例中，中央区域44b沿长度方向与加热元件40b的第一侧端和/或第二侧端的距离d13基本为加热元件40b的长度尺寸d11的1/2。或者，中央区域44b沿宽度方向与加热元件40b的上侧端和/或下侧端的距离d14基本为加热元件40b的宽度尺寸d12的1/2。
或者在又一些变化的实施例中，加热元件40b的中央区域44b之外的其他部分也可以通过激光打孔等形成贯穿加热元件40b的通孔45b，对于在加热过程中使液体基质快速地补充至加热元件40b内阻止干烧是有利的。或者，加热元件40b的任意区域均可以形成以上通孔45b。
需要说明的是，本申请的说明书及其附图中给出了本申请的较佳的实施例，但并不限于本说明书所描述的实施例，进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本申请所附权利要求的保护范围。

Claims (33)

1.一种雾化器，其特征在于，包括：
储液腔，用于存储液体基质；
多孔体，与所述储液腔流体连通以接收液体基质；
加热元件，至少部分与所述多孔体是接触的；所述加热元件是多孔的，以用于从所述多孔体吸取液体基质并加热所吸取的液体基质生成气溶胶；所述加热元件是由多孔树脂凝胶碳化获得的。
2.如权利要求1所述的雾化器，其特征在于，所述加热元件不包括金属元素；
或者，所述加热元件是非金属的。
3.如权利要求1或2所述的雾化器，其特征在于，所述加热元件包括碳。
4.如权利要求1或2所述的雾化器，其特征在于，所述加热元件还包括氮或硅。
5.如权利要求1或2所述的雾化器，其特征在于，所述加热元件的孔隙率介于30～80％。
6.如权利要求1或2所述的雾化器，其特征在于，所述加热元件内的微孔的平均孔径介于1微米到10微米。
7.如权利要求1或2所述的雾化器，其特征在于，所述加热元件的体积不大于8mm3。
8.如权利要求1或2所述的雾化器，其特征在于，所述加热元件的体密度为0.4～1g/cm3。
9.如权利要求1或2所述的雾化器，其特征在于，所述加热元件的机械强度不小于20MPa。
10.如权利要求1或2所述的雾化器，其特征在于，所述加热元件的莫氏硬度为2～3。
11.如权利要求1或2所述的雾化器，其特征在于，所述加热元件内的微孔基本是三维连通的。
12.如权利要求1或2所述的雾化器，其特征在于，所述加热元件的至少部分是裸露于所述多孔体表面的，以用于生成释放气溶胶。
13.如权利要求1或2所述的雾化器，其特征在于，所述加热元件的体电阻率介于0.1～1Ω·mm。
14.如权利要求1或2所述的雾化器，其特征在于，所述多孔树脂凝胶是由能与甲醛进行聚合的有机单体、甲醛进行聚合反应，并通过相分离将树脂产物从反应体系分离获得的。
15.如权利要求14所述的雾化器，其特征在于，所述有机单体包括苯酚、间苯二酚、均苯三酚、尿素、三聚氰胺、双氰胺、或它们衍生物中的至少一种。
16.如权利要求1或2所述的雾化器，其特征在于，所述加热元件上还设置有沿预定方向有序地布置的通孔。
17.如权利要求16所述的雾化器，其特征在于，所述通孔沿所述加热元件的厚度方向贯穿所述加热元件。
18.如权利要求16所述的雾化器，其特征在于，所述通孔的孔径大于所述加热元件内的微孔的孔径；
和/或，所述通孔的直径介于0.05～1.0mm。
19.如权利要求16所述的雾化器，其特征在于，所述通孔是肉眼可见的。
20.如权利要求16所述的雾化器，其特征在于，所述加热元件是片状的；所述通孔至少位于所述加热元件的中央区域。
21.如权利要求1或2所述的雾化器，其特征在于，所述加热元件具有界定内部微孔的骨架，该骨架的表面上具有小于2nm的活化孔。
22.如权利要求21所述的雾化器，其特征在于，所述活化孔是通过将所述加热元件进行活化处理形成的；所述活化处理包括将所述加热元件于活性气体气氛中煅烧，或者将所述加热元件于活性溶液中浸泡；所述活性气体包括水蒸气或二氧化碳，所述活性溶液包括氢氧化钾或氯化锌。
23.如权利要求1或2所述的雾化器，其特征在于，所述加热元件的氮气吸脱附曲线为I型等温线。
24.一种电子雾化装置，其特征在于，包括雾化液体基质生成气溶胶的雾化器、以及为所述雾化器供电的电源机构；所述雾化器包括权利要求1至23任一项所述的雾化器。
25.一种雾化器，其特征在于，包括：
储液腔，用于存储液体基质；
多孔体，与所述储液腔流体连通以接收液体基质；
加热元件，至少部分与所述多孔体是接触的；所述加热元件是多孔的，以用于从所述多孔体吸取液体基质并加热所吸取的液体基质生成气溶胶；所述加热元件的体电阻率介于0.1～1Ω·mm。
26.一种雾化器，其特征在于，包括：
储液腔，用于存储液体基质；
多孔体，与所述储液腔流体连通以接收液体基质；
加热元件，至少部分与所述多孔体是接触的；所述加热元件是多孔的，以用于从所述多孔体吸取液体基质并加热所吸取的液体基质生成气溶胶；所述加热元件包括：
非金属的骨架，以及形成于所述骨架之间的微孔；所述骨架是导电的；
所述骨架的表面是光滑的。
27.一种雾化器，其特征在于，包括：
储液腔，用于存储液体基质；
多孔体，与所述储液腔流体连通以接收液体基质；
加热元件，至少部分与所述多孔体是接触的；所述加热元件是多孔的，以用于从所述多孔体吸取液体基质并加热所吸取的液体基质生成气溶胶；所述加热元件内具有无序地分布的微孔，该微孔的平均孔径介于1微米到10微米；
所述加热元件上还设置有至少一个沿预定方向贯穿所述加热元件的通孔，所述通孔的直径大于所述微孔的平均孔径。
28.如权利要求27所述的雾化器，其特征在于，所述通孔沿所述加热元件的厚度方向贯穿所述加热元件。
29.如权利要求27所述的雾化器，其特征在于，所述通孔是通过激光打孔形成的。
30.如权利要求27所述的雾化器，其特征在于，所述加热元件是片状的；
所述通孔至少位于所述加热元件的中央区域；和/或，所述通孔靠近所述加热元件的几何中心。
31.一种用于电子雾化装置的雾化组件，其特征在于，包括：
多孔体；
非金属的加热元件，至少部分与所述多孔体是接触的；所述加热元件是多孔的，以用于从所述多孔体吸取液体基质并加热所吸取的液体基质生成气溶胶；所述加热元件是由多孔树脂凝胶碳化获得的。
32.一种雾化组件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将能与醛类化合物进行聚合的有机单体、醛类化合物进行聚合反应，并通过相分离使聚合反应的树脂产物从反应体系中分离，获得多孔树脂凝胶；
将所述多孔树脂凝胶碳化，获得加热元件；
获取多孔体，并将所述加热元件结合于所述多孔体上。
33.如权利要求32所述的雾化组件的制备方法，其特征在于，所述有机单体与醛类化合物的摩尔比为1.1～5.0。
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