CN117839563B - 一种空心球状氧化亚铜软模板法干燥焙烧制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种空心球状氧化亚铜软模板法干燥焙烧制备方法，涉及氧化亚铜制备技术领域，采用装置的制备组件包括有干燥仓，所述干燥仓的内壁靠近两侧边缘处均开设有吸气腔，两个所述吸气腔的外表面均固定连通有吸气通道。本发明在使用时，通过温度传感器能够监测加热区域的温度，当温度传感器监测出的温度超过阈值时，便自动停止加热管的加热，同时控制启动过温报警器使其发出警报，提醒工作人员及时做出应急处理，通过启动吸风机，使得吸风机产生的吸力，经过两个吸气通道和两个通风管将位于两侧的吸气腔所能够吸收的有害气体都抽走，那么抽出的一氧化氮气体会经过反应室内。
Description
技术领域
本发明涉及氧化亚铜制备技术领域，具体为一种空心球状氧化亚铜软模板法干燥焙烧制备方法。
背景技术
高结晶度空心球状氧化亚铜是一种具有优良结晶性和球形空心结构的氧化亚铜材料，它通常由纳米尺度的氧化亚铜晶体颗粒组成，这些颗粒具有较高的结晶度和较好的晶体质量，同时，这些氧化亚铜晶体颗粒以球形空心的形式排列组成材料的整体结构，形成一种球状的空心三维网络，这种球状的空心结构具有较大的比表面积和孔隙结构，有利于提高材料的催化活性、传质性能和机械强度等方面的性能。
现有技术中，高结晶度空心球状氧化亚铜在制备时使用软模板法，具有灵活控制所需形状和空隙结构的好处，软模板法在制备时需要经过烘干、高温加热的步骤，但是，氧化亚铜在高温条件下制备时，与空气接触后会产生有害的氮氧化物，常见的是一氧化氮，存在对环境和人体健康有害的情况。
所以我们提出了一种空心球状氧化亚铜软模板法干燥焙烧制备装置，以便于解决上述中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种空心球状氧化亚铜软模板法干燥焙烧制备装置，以解决上述背景技术提出的氧化亚铜在高温条件下制备时，会产生有害物质，对环境和人体健康有害的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种空心球状氧化亚铜软模板法干燥焙烧制备方法，采用装置为制备组件，所述制备组件包括有干燥仓，所述干燥仓的内壁靠近两侧边缘处均开设有吸气腔，两个所述吸气腔的外表面均固定连通有吸气通道，两个所述吸气通道的顶部均固定连通有通风管，两个所述通风管的相对一端之间固定安装有反应室，所述反应室的外表面设置有加热带，所述干燥仓的顶部固定安装有安装杆，所述安装杆的一端固定安装有安装环，所述安装环的内壁设置有吸风机，所述吸风机的进风端安装在反应室的顶部。
优选的，所述干燥仓的内壁中间处开设有出气腔，所述出气腔的内壁之间固定安装有安装弧板，所述安装弧板的外表面设置有多个加热管，所述安装弧板的外表面开设有多个出风孔，所述出气腔的外表面固定连通有连通管，所述干燥仓的顶部设置有吹风机，所述吹风机的出风端安装在连通管的一侧。
优选的，所述干燥仓的后表面靠近一侧处固定安装有第一固定块，所述第一固定块的前表面设置有温度传感器，所述干燥仓的后表面靠近另一侧处固定安装有第二固定块，所述第二固定块的前表面设置有过温报警器，所述干燥仓的一侧设置有控制器。
优选的，所述干燥仓的两侧底部均固定安装有两个支撑柱，每两个所述支撑柱的底端之间均固定连接有固定板，每个所述固定板的底部均设置有两个防滑垫。
优选的，所述干燥仓的底部设置有托举组件，所述托举组件包括有承接台，所述承接台的两侧均固定安装有两个连接杆，每个所述连接杆的一端分别与每个支撑柱的外表面固定连接。
优选的，所述承接台的两侧顶部均固定安装有支撑斜杆，两个所述支撑斜杆的顶端均固定连接有托盘，两个所述托盘的底部均开设有多个透温孔，两个所述托盘的内壁均固定安装有多个防护杆。
优选的，所述承接台的顶部中心处开设有下料口，所述下料口的底部固定安装有限位框，所述限位框的内壁之间滑动连接有连接框，所述连接框的底部安装有收集容器。
优选的，两个所述托盘的顶部之间放置有氧化亚铜薄层，所述氧化亚铜薄层的内部设置有软模板料。
优选的，两个所述托盘呈对称设置，所述软模板料的底部与氧化亚铜薄层的底部均开设有进液孔。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、在使用时，通过温度传感器能够监测加热区域的温度，当温度传感器监测出的温度超过阈值时，便自动停止加热管的加热，同时控制启动过温报警器使其发出警报，提醒工作人员及时做出应急处理，通过启动吸风机，使得吸风机产生的吸力，经过两个吸气通道和两个通风管将位于两侧的吸气腔所能够吸收的有害气体都抽走，那么抽出的一氧化氮气体会经过反应室内，在反应室的内部放置有大量的碳，并以铜作为催化剂，通过将加热带进行通电，使其产生热量，当反应室内部的温度达到高温条件时，经过反应室的一氧化氮会与碳发生化学反应，生成氮气和一氧化碳，氮气是无毒，在反应室内设置有氧化铜，氧化铜可以用作吸附剂，具有较高的吸附容量，能够实现对一氧化碳的去除，从而防止有害的一氧化氮进入空气中，对环境和人体具有保护作用；
2、在使用时，通过托盘表面的多个透温孔可以使热量和气流都能穿过托盘，干燥高温制备之后的氧化亚铜薄层和软模板料是放置在两组多个防护杆上的，防护杆与氧化亚铜薄层表面的接触面积小，可以防止氧化亚铜薄层在烘干加热时无法受热均匀的情，摆放好之后，通过启动吹风机，吹出的气流会从多个出风孔吹出，能够将浸泡有氧化亚铜前驱体溶液的模板表面烘干，使氧化亚铜颗粒附着更牢固，烘干之后，通过将多个加热管通电产生热量，从而使干燥仓内部空间温度升高，进而实现对烘干后的模板进行高温处理；
3、在使用时，通过将连接框卡在限位框的内壁之间滑动推入到与下料口位置对应处，然后使用工具向进液孔的内部喷入酸洗的溶液，使软模板料软化流出，流出的液体便收集在收集容器的内部，完成对高结晶度空心球状氧化亚铜的干燥制备，得出纯净的空心球状氧化亚铜。
附图说明
图1为本发明一种空心球状氧化亚铜软模板法干燥焙烧制备装置的仰视立体图；
图2为本发明一种空心球状氧化亚铜软模板法干燥焙烧制备装置的后视立体图；
图3为本发明一种空心球状氧化亚铜软模板法干燥焙烧制备装置的正视结构示意图；
图4为本发明一种空心球状氧化亚铜软模板法干燥焙烧制备装置的托举组件部分结构展开剖视立体图；
图5为本发明一种空心球状氧化亚铜软模板法干燥焙烧制备装置的制备组件部分正视立体图；
图6为本发明一种空心球状氧化亚铜软模板法干燥焙烧制备装置的制备组件俯视立体图；
图7为本发明一种空心球状氧化亚铜软模板法干燥焙烧制备装置的制备组件侧视立体图；
图8为本发明一种空心球状氧化亚铜软模板法干燥焙烧制备装置的制备组件后视立体图。
图中：
1、制备组件；101、干燥仓；102、吸气通道；103、吸气腔；104、出气腔；105、安装弧板；106、出风孔；107、加热管；108、安装杆；109、反应室；110、安装环；111、吸风机；112、通风管；113、吹风机；114、连通管；2、托举组件；201、连接杆；202、承接台；203、支撑斜杆；204、托盘；205、透温孔；206、防护杆；207、下料口；3、支撑柱；4、收集容器；5、固定板；6、防滑垫；7、温度传感器；8、第一固定块；9、氧化亚铜薄层；10、进液孔；11、控制器；12、第二固定块；13、过温报警器；14、连接框；15、限位框；16、软模板料；17、加热带。
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、完整的描述，显然，所描述的实施条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。
参照图1-8所示：一种空心球状氧化亚铜软模板法干燥焙烧制备装置，包括，制备组件1，制备组件1包括有干燥仓101，干燥仓101的内壁靠近两侧边缘处均开设有吸气腔103，两个吸气腔103的外表面均固定连通有吸气通道102，两个吸气通道102的顶部均固定连通有通风管112，两个通风管112的相对一端之间固定安装有反应室109，反应室109的外表面设置有加热带17，干燥仓101的顶部固定安装有安装杆108，安装杆108的一端固定安装有安装环110，安装环110的内壁设置有吸风机111，吸风机111的进风端安装在反应室109的顶部。
如图1、图2和图5-8所示，干燥仓101的内壁中间处开设有出气腔104，出气腔104的内壁之间固定安装有安装弧板105，安装弧板105的外表面设置有多个加热管107，安装弧板105的外表面开设有多个出风孔106，出气腔104的外表面固定连通有连通管114，干燥仓101的顶部设置有吹风机113，吹风机113的出风端安装在连通管114的一侧，通过启动吹风机113，使得吹风机113产生的气流经过连通管114进入到连通的出气腔104内，此时，吹出的气流会从多个出风孔106吹出，此时吹出的风是常温且温和的，能够将浸泡有氧化亚铜前驱体溶液的模板表面烘干，使氧化亚铜颗粒附着更牢固，烘干之后，通过将多个加热管107通电产生热量，从而使干燥仓101内部空间温度升高，进而实现对烘干后的模板进行高温处理。
如图1、图2和图5-8所示，干燥仓101的后表面靠近一侧处固定安装有第一固定块8，第一固定块8的前表面设置有温度传感器7，干燥仓101的后表面靠近另一侧处固定安装有第二固定块12，第二固定块12的前表面设置有过温报警器13，干燥仓101的一侧设置有控制器11，通过温度传感器7能够监测加热区域的温度，由控制器11设定好加热的温度范围，当温度传感器7监测出的温度超过阈值时，便自动停止加热管107的加热，同时控制启动过温报警器13使其发出警报，提醒工作人员及时作出应急处理。
如图1-3所示，干燥仓101的两侧底部均固定安装有两个支撑柱3，每两个支撑柱3的底端之间均固定连接有固定板5，每个固定板5的底部均设置有两个防滑垫6，通过支撑柱3能够完成对干燥仓101的支撑，固定板5具有加强稳定性的作用，防滑垫6可以防止装置位置偏移。
如图1-4所示，干燥仓101的底部设置有托举组件2，托举组件2包括有承接台202，承接台202的两侧均固定安装有两个连接杆201，每个连接杆201的一端分别与每个支撑柱3的外表面固定连接，通过连接杆201实现承接台202与托盘204之间的连接，并对托盘204具有支撑作用。
如图1-4所示，承接台202的两侧顶部均固定安装有支撑斜杆203，两个支撑斜杆203的顶端均固定连接有托盘204，两个托盘204的底部均开设有多个透温孔205，两个托盘204的内壁均固定安装有多个防护杆206，干燥高温制备之后的氧化亚铜薄层9和软模板料16是放置在两组多个防护杆206上的，防护杆206与氧化亚铜薄层9表面的接触面积小，可以防止氧化亚铜薄层9在烘干加热时无法受热均匀的情况。
如图1-4所示，承接台202的顶部中心处开设有下料口207，下料口207的底部固定安装有限位框15，限位框15的内壁之间滑动连接有连接框14，连接框14的底部安装有收集容器4，通过将连接框14卡在限位框15的内壁之间滑动推入到与下料口207位置对应处，收集容器4便于收集流下的液体。
如图4所示，两个托盘204的顶部之间放置有氧化亚铜薄层9，氧化亚铜薄层9的内部设置有软模板料16，通过托盘204的半包围结构，可以使氧化亚铜薄层9和软模板料16在被托举时不易滚动。
如图4所示，两个托盘204呈对称设置，软模板料16的底部与氧化亚铜薄层9的底部均开设有进液孔10，通过使用工具向进液孔10的内部喷入酸洗的溶液，使软模板料16软化流出。
本发明中，在使用时，高结晶度空心球状氧化亚铜在用软模板法进行制备时，包括以下步骤：第一，制备模板：选择适当的材料和方法，制备具有需要孔隙结构的模板，模板材料是硅胶颗粒，第二，模板浸渍：将制备好的模板浸泡在氧化亚铜前驱体溶液中，使溶液中的氧化亚铜颗粒沉积在模板表面，形成一层包裹模板的氧化亚铜薄层9，第三，模板烘干：将浸渍获得的氧化亚铜薄膜进行烘干，以去除多余的溶液和溶剂，使氧化亚铜颗粒更加牢固地附着在模板上，第四，模板烧结：将烘干后的模板进行高温处理，使氧化亚铜颗粒与模板上的颗粒相互结合，形成稳定的空心球状结构，第五，模板去除：将制备好的空心球状氧化亚铜材料进行模板去除，通常采用酸洗或高温处理方法，将模板材料从氧化亚铜中溶解或燃烧，得到纯净的空心球状氧化亚铜材料，那么在干燥焙烧的步骤中，通过将已经浸泡过氧化亚铜前驱体溶液的模板材料放置在两个托盘204之间，托盘204表面的多个透温孔205可以使热量和气流都能穿过托盘204，摆放好之后，通过启动吹风机113，使得吹风机113产生的气流经过连通管114进入到连通的出气腔104内，此时，吹出的气流会从多个出风孔106吹出，此时吹出的风是常温且温和的，能够将浸泡有氧化亚铜前驱体溶液的模板表面烘干，使氧化亚铜颗粒附着更牢固，烘干之后，通过将多个加热管107通电产生热量，从而使干燥仓101内部空间温度升高，进而实现对烘干后的模板进行高温处理，此时便形成了稳定的氧化亚铜薄层9和软模板料16，在不断的升温过程中，通过温度传感器7能够监测加热区域的温度，由控制器11设定好加热的温度范围，当温度传感器7监测出的温度超过阈值时，便自动停止加热管107的加热，同时控制启动过温报警器13使其发出警报，提醒工作人员及时做出应急处理，那么，在空气中高温加热下的氧化亚铜薄层9会释放出有害物质一氧化氮，一氧化氮本身就是有害的气体，当一氧化氮接触到大气中的氧气时，会迅速氧化成二氧化氮，是有毒的红棕色气体，具有刺激性和腐蚀性，因此，通过启动吸风机111，使得吸风机111产生的吸力，经过两个吸气通道102和两个通风管112将位于两侧的吸气腔103所能够吸收的有害气体都抽走，那么抽出的一氧化氮气体会经过反应室109内，在反应室109的内部放置有大量的碳，并以铜作为催化剂，通过将加热带17进行通电，使其产生热量，当反应室109内部的温度达到高温条件时，经过反应室109的一氧化氮会与碳发生化学反应，从而生成二氧化碳和氮气，而二氧化碳和未反应完全的碳在高温条件下发生反应，生成一氧化碳，氮气是无毒的，在反应室109内设置有氧化铜，氧化铜可以用作吸附剂，具有较高的吸附容量，能够实现对一氧化碳的去除，从而防止有害的一氧化氮进入空气中，对环境和人体具有保护作用，其中，氧化亚铜在高温条件下与空气中的氧气反应生成氧化铜，氧化铜加入氮气进行反应，生成铜和二氧化氮，而二氧化氮在高温条件下还原生成一氧化氮和氧气，因此主要生成的是一氧化氮和氧气，二氧化氮只有极少量的，氮气则是另外添加进去的，只有部分未反应完全，干燥高温制备之后的氧化亚铜薄层9和软模板料16是放置在两组多个防护杆206上的，防护杆206与氧化亚铜薄层9表面的接触面积小，可以防止氧化亚铜薄层9在烘干加热时无法受热均匀的情况，通过将连接框14卡在限位框15的内壁之间滑动推入到与下料口207位置对应处，然后使用工具向进液孔10的内部喷入酸洗的溶液，酸洗的溶液要选择强酸，比如盐酸，使软模板料16软化后从进液孔（10）流出，流出的液体便收集在收集容器4的内部，完成对高结晶度空心球状氧化亚铜的干燥制备，得到纯净的空心球状氧化亚铜。
本发明中的加热管107、吸风机111、吹风机113、温度传感器7、控制器11、加热带17和过温报警器13的接线图属于本领域的公知常识，其工作原理是已经公知的技术，其型号根据实际使用选择合适的型号，所以对加热管107、吸风机111、吹风机113、温度传感器7、控制器11和过温报警器13不再详细解释控制方式和接线布置。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种空心球状氧化亚铜软模板法干燥焙烧制备方法，其特征在于：
所述制备方法采用一种空心球状氧化亚铜软模板法干燥焙烧制备装置，所述装置包括制备组件（1），所述制备组件（1）包括有干燥仓（101），所述干燥仓（101）的内壁靠近两侧边缘处均开设有吸气腔（103），两个所述吸气腔（103）的外表面均固定连通有吸气通道（102），两个所述吸气通道（102）的顶部均固定连通有通风管（112），两个所述通风管（112）的相对一端之间固定安装有反应室（109），所述反应室（109）的外表面设置有加热带（17），所述干燥仓（101）的顶部固定安装有安装杆（108），所述安装杆（108）的一端固定安装有安装环（110），所述安装环（110）的内壁设置有吸风机（111），所述吸风机（111）的进风端安装在反应室（109）的顶部；
所述干燥仓（101）的两侧底部均固定安装有两个支撑柱（3），每两个所述支撑柱（3）的底端之间均固定连接有固定板（5），每个所述固定板（5）的底部均设置有两个防滑垫（6），所述干燥仓（101）的底部设置有托举组件（2），所述托举组件（2）包括有承接台（202），所述承接台（202）的两侧均固定安装有两个连接杆（201），每个所述连接杆（201）的一端分别与每个支撑柱（3）的外表面固定连接，所述承接台（202）的两侧顶部均固定安装有支撑斜杆（203），两个所述支撑斜杆（203）的顶端均固定连接有托盘（204），两个所述托盘（204）的底部均开设有多个透温孔（205），两个所述托盘（204）的内壁均固定安装有多个防护杆（206），两个所述托盘（204）的顶部之间放置有氧化亚铜薄层（9），所述氧化亚铜薄层（9）的内部设置有软模板料（16）；
所述干燥仓（101）的内壁中间处开设有出气腔（104），所述出气腔（104）的内壁之间固定安装有安装弧板（105），所述安装弧板（105）的外表面设置有多个加热管（107），所述安装弧板（105）的外表面开设有多个出风孔（106），所述出气腔（104）的外表面固定连通有连通管（114），所述干燥仓（101）的顶部设置有吹风机（113），所述吹风机（113）的出风端安装在连通管（114）的一侧，所述干燥仓（101）的后表面靠近一侧处固定安装有第一固定块（8），所述第一固定块（8）的前表面设置有温度传感器（7），所述干燥仓（101）的后表面靠近另一侧处固定安装有第二固定块（12），所述第二固定块（12）的前表面设置有过温报警器（13），所述干燥仓（101）的一侧设置有控制器（11），所述承接台（202）的顶部中心处开设有下料口（207），所述下料口（207）的底部固定安装有限位框（15），所述限位框（15）的内壁之间滑动连接有连接框（14），所述连接框（14）的底部安装有收集容器（4），两个所述托盘（204）呈对称设置，所述软模板料（16）的底部与氧化亚铜薄层（9）的底部均开设有进液孔（10）；
所述制备方法包括以下步骤：在干燥焙烧的步骤中，通过将已经浸泡过氧化亚铜前驱体溶液的模板材料放置在两个托盘（204）之间，托盘（204）表面的多个透温孔（205）可以使热量和气流都能穿过托盘（204），摆放好之后，通过启动吹风机（113），使得吹风机（113）产生的气流经过连通管（114）进入到连通的出气腔（104）内，此时，吹出的气流会从多个出风孔（106）吹出，此时吹出的风是常温且温和的，能够将浸泡有氧化亚铜前驱体溶液的模板表面烘干，使氧化亚铜颗粒附着更牢固，烘干之后，通过将多个加热管（107）通电产生热量，从而使干燥仓（101）内部空间温度升高，进而实现对烘干后的模板进行高温处理；通过启动吸风机（111），使得吸风机（111）产生的吸力，经过两个吸气通道（102）和两个通风管（112）将位于两侧的吸气腔（103）所能够吸收的有害气体都抽走，那么抽出的一氧化氮气体会经过反应室（109）内，从而防止有害的一氧化氮进入空气中；干燥高温制备之后的氧化亚铜薄层（9）和软模板料（16）是放置在两组多个防护杆（206）上的，防护杆（206）与氧化亚铜薄层（9）表面的接触面积小，可以防止氧化亚铜薄层（9）在烘干加热时无法受热均匀的情况，通过将连接框（14）卡在限位框（15）的内壁之间滑动推入到与下料口（207）位置对应处，然后使用工具向进液孔（10）的内部喷入酸洗的溶液，使软模板料（16）软化后从进液孔（10）流出，流出的液体便收集在收集容器(4)的内部，完成对高结晶度空心球状氧化亚铜的干燥制备。
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