CN204911399U - 一种高通量液相物质组合递送装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高通量液相物质组合递送装置，包括用于输送前驱体溶液的溶液输送装置、用于混合不同前驱体溶液的溶液混合器、用于输出混合后的前驱体混合溶液的推送器。该高通量液相物质组合递送装置不仅适用于传统的液相混合领域，同时能够方便的整合到高通量组合材料制备系统中使用。该高通量液相物质组合递送装置结构简单可靠，各部件之间可以实现快速组装。同时，前驱体溶液储存器及前驱体溶液输送通道可以方便实现扩展、更换，拆洗也非常方便。此外，该高通量液相物质组合递送装置的成本低廉。

Description

一种高通量液相物质组合递送装置

技术领域

本实用新型涉及一种材料制备技术领域，具体涉及一种高通量液相物质组合递送装置。

背景技术

高通量组合材料实验是材料科学领域一种新型系统性的研究方法，其本质是通过提高单次实验的通量，加速新材料的研发进程，与一次实验一个样品的传统“试错法”相比，大幅降低研发的时间成本和人力成本，可有效降低研发风险。迄今为止，高通量组合材料实验技术已经在金属、陶瓷、无机化合物、高分子等多种类型以及薄膜、液体、胶体、块体、粉体等多种形态的复杂材料体系的研究中成功应用，开发出了多种性能优异的先进功能和结构材料，如铁电/介电材料、铁磁材料、磁阻材料、荧光发光材料、储能材料、太阳能电池材料、超级合金等。

实现大量材料样品快速合成的高通量制备技术是组合材料实验的基石。现有技术中针对不同形态与特点的材料样品，分别开发出有不同系列的高通量组合材料制备技术，如适用于薄膜材料的高通量物理气相沉积组合材料芯片制备技术，适用于粉体材料的多喷头压电打印组合材料芯片制备技术，适用于合金材料的多元体材扩散法和微机电结构法，以及适用于催化剂系统的多通道反应器技术及微流控芯片技术等。授权公告号为CN101602019B(申请号为200910203804.0)的中国发明专利《高通量催化剂处理方法及其系统》中公开的技术方法，即适用于催化剂系统的多通道反应器。

近期材料科学的研究和发展对高通量材料制备技术提出了新的要求，如针对储能器件的电极材料、异质催化材料(光/电催化)、催化剂支撑材料等，需应用一些新的制备手段如超声喷雾热解，而针对这些材料的制备手段必然涉及到液相混合，另外由于现有的材料制备前驱体的混合大部分都是基于液相混合，可以预见，未来前驱体的液相混合模块必然会成为高速发展的高通量材料制备手段的重要组成部分。目前的液相混合送液装置主要有多通道蠕动泵等，不能方便的嵌入到高通量材料制备系统中，且存在气泡引入，结构、控制复杂，成本较高，可靠性低，维护成本较高的特点。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种结构简单、能够快速组合并且方便扩展、更换、拆洗的高通量液相物质组合递送装置。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案为：一种高通量液相物质组合递送装置，其特征在于：包括用于输送前驱体溶液的溶液输送装置、用于混合不同前驱体溶液的溶液混合器、用于输出所述溶液混合器中溶液的推送器；

所述溶液输送装置包括至少两个前驱体溶液输送通道及分别连接在各前驱体溶液输送通道的输入口上的前驱体溶液储存器；

所述溶液混合器上具有溶液输入口以及溶液输出口，所述溶液输入口与各前驱体溶液输送通道的输出口相连接；

所述推送器设置于所述溶液混合器的上方，所述推送器能够伸入到所述溶液混合器中以推动所述溶液混合器中的溶液自所述溶液输出口输出。

为了提高工作效率，所述溶液混合器包括至少两个，所述溶液混合器均设置在一可活动的支撑体上，所述支撑体能够带动各个所述溶液混合器移动以使得各个所述溶液混合器的溶液输入口与各前驱体溶液输送通道的输出口相连通。

优选地，所述支撑体为一可转动的平台。

为了方便该高通量液相物质组合递送装置与其他高通量材料制备装置的连接，使得混合后的前驱体混合溶液顺利完成输送，每个溶液混合器的溶液输出口上连接有一混合液输送管，每个所述混合液输送管上设置有一开关阀。

为了方便控制不同组合的前驱体溶液进行混合，每个所述前驱体溶液输送通道上均设置有一阀门。

为了防止不同组合的前躯体溶液混合时产生交叉污染，该高通量液相物质组合递送装置还包括一清洗装置，所述清洗装置包括用于容置清洗剂的清洗剂储存器以及连接在清洗剂储存器上的清洗通道，所述清洗通道的出口与所述溶液混合器的溶液输入口相连通。

为了方便前驱体溶液或者清洗剂输送到溶液混合器中，该高通量液相物质组合递送装置还包括一输导管，所述输导管的一端与每个前驱体溶液输送通道的输出口及所述清洗通道的出口相连接，所述输导管的另一端能与所述溶液混合器的溶液输入口相连通。

优选地，所述清洗通道上设置有一阀门。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：该高通量液相物质组合递送装置不仅适用于传统的液相混合领域，同时能够方便的整合到高通量组合材料制备系统中使用。该高通量液相物质组合递送装置结构简单可靠，各部件之间可以实现快速组装。同时，前驱体溶液储存器及前驱体溶液输送通道可以方便实现扩展、更换，拆洗也非常方便。此外，该高通量液相物质组合递送装置的成本低廉。

附图说明

图1为本实用新型实施例中高通量液相物质组合递送装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1所示，本实施例中的高通量液相物质组合递送装置，包括用于输送前驱体溶液的溶液输送装置、用于混合不同前驱体溶液的溶液混合器2、用于清洗溶液混合器2的清洗装置、用于输出溶液混合器中溶液的推送器3。

其中，溶液输送装置包括至少两个前驱体溶液输送通道11及分别连接在各前驱体溶液输送通道11的输入口上的前驱体溶液储存器1，该前驱体溶液储存器1可选用小型的注射泵。

前驱体溶液储存器1的个数根据需要的前驱体溶液种类的个数进行选择。通常设置有多个前驱体溶液储存器1及与分别与多个前驱体溶液储存器1相连接的前驱体溶液输送通道11。为了方便控制不同组合的前驱体溶液进行混合，每个所述前驱体溶液输送通道11上均设置有一阀门6。根据需要混合的前驱体溶液，对应的打开该前驱体溶液输送通道11上的阀门6。该阀门6可以选择气动陶瓷阀门，前驱体溶液输送通道11选用耐腐蚀的管道。根据实验要求或工艺设计要求，为获取不同的液相物质组合，每次对应开启不同组合的阀门6，从而实现特定组合的多种前驱体溶液混合，如此经过多批次操作可以分别得到多组前驱体溶液组合，有利于覆盖广泛的材料组分、结构参数空间。

清洗装置能够防止不同批次中，前躯体溶液组合产生交叉污染，该清洗装置包括用于容置清洗剂的清洗剂储存器7以及连接在清洗剂储存器7上的清洗通道71，清洗通道71的出口与溶液混合器2的溶液输入口相连通。清洗通道71上设置有一阀门6，该阀门6可以选择气动陶瓷阀门。

本实施例中，溶液混合器包含机械搅拌或超声分散组件，多种前驱体溶液被注入溶液混合器后，经超声分散作用或机械搅拌，能够均匀混合，形成一种前驱体溶液组合。溶液混合器2上具有溶液输入口以及溶液输出口，溶液输入口与各前驱体溶液输送通道11的输出口相连接。

本实施例中为了方便前驱体溶液或者清洗剂输送到溶液混合器2中，则设置了输导管8以连通溶液混合器2、前驱体溶液输送通道11、清洗通道71，该输导管8的一端与每个前驱体溶液输送通道11的输出口及清洗通道71的出口相连接，输导管8的另一端能与溶液混合器2的溶液输入口相连通。

为了提高工作效率，溶液混合器2包括至少两个，本实施例中设置有三个溶液混合器2，各溶液混合器2均匀的固定设置在一可转动的支撑体4上，该支撑体4为一盘状的平台，支撑体4能够带动各个溶液混合器2转动以使得各个溶液混合器2的溶液输入口与各前驱体溶液输送通道11的输出口相连接，即溶液混合器2在支撑体4的带动下，溶液混合器2的溶液输入口转动到输导管8的出口位置，则自输导管8中输出的混合液或者清洗剂则能流入到溶液混合器2中。该输导管8选用耐腐蚀的管道。

推送器3固定设置，并且推送器3位于溶液混合器2上方的位置，在支撑体4的带动下，溶液混合器2能够转动到推送器3的下方，此时，推送器3能够伸入到溶液混合器2中以推动溶液混合器2中的前驱体混合溶液自溶液输出口输出。在使用时，该高通量液相物质组合递送装置可以整合到高通量组合材料制备系统中使用，如在溶液输入口上连接雾化喷射装置，则混合后的前驱体溶液则能推送入雾化喷射装置中以进行材料样品的后期制备工作。本实施例中为了方便该高通量液相物质组合递送装置与其他高通量材料制备装置的连接，使得混合后的前驱体混合溶液顺利完成输送，每个溶液混合器2的溶液输出口上连接有一混合液输送管5，每个混合液输送管5上设置有一开关阀51，该开关阀51可以选用启动陶瓷阀门6。在需要输送混合溶液时，则打开混合液输送管5上的开关阀51，使用推送器3完成混合液的推送。

该高通量液相物质组合递送装置的使用方法具体如下：

步骤一、将各种不同的溶液分别注入到各前驱体溶液储存器1中，设定前驱体溶液储存器1中前驱体溶液的单位输出量，根据需要组合的前驱体溶液成分，对应打开相应的前驱体溶液输送通道11上的阀门6，各前驱体溶液储存器1中的前驱体溶液通过其连接的前驱体溶液输送通道11进入到输导管8中，并由输导管8输送到其中一个溶液混合器2中，根据各种不同前驱体溶液的需要量，对应关闭不同前驱体溶液输送通道11上的阀门6。

步骤二、前驱体混合溶液输送完毕后，支撑体4转动，相应的带动各个溶液混合器2转动，装有前驱体混合溶液的溶液混合器2则被带到推送器3的正下方，另一个溶液混合器2则恰好位于输导管8输入口的下方；

此时打开该溶液混合器2输出口上连接的混合液输送管5上的开关阀51，推送器3伸入到溶液混合器2中，将溶液混合器2中的前驱体混合溶液向外推送。

步骤三：在推送器3向外推送前驱体混合溶液的同时，打开清洗通道71上的阀门6，清洗剂储存器7快速向清洗通道71注入清洗剂，进而通过输导管8流入到输导管8输入口下方的溶液混合器2中，再将溶液输出口上连接的混合液输送管5上的开关阀51打开，将清洗后的溶液液排入特定的其他容器中，进而完成了输导管8和溶液混合器2的清洗工作。

清洗完毕后则关闭清洗通道71上的阀门6，返回步骤一。

通过上述的步骤，三个溶液混合器2在支撑体4的转动带动下则可以交替实现清洗和前驱体溶液混合的工作，工作效率高。

Claims (8)

1.一种高通量液相物质组合递送装置，其特征在于：包括用于输送前驱体溶液的溶液输送装置、用于混合不同前驱体溶液的溶液混合器(2)、用于输出所述溶液混合器(2)中混合溶液的推送器(3)；

所述溶液输送装置包括至少两个前驱体溶液输送通道(11)及分别连接在各前驱体溶液输送通道(11)的输入口上的前驱体溶液储存器(1)；

所述溶液混合器(2)上具有溶液输入口以及溶液输出口，所述溶液输入口与各前驱体溶液输送通道(11)的输出口相连接；

所述推送器(3)设置于所述溶液混合器(2)的上方，所述推送器(3)能够伸入到所述溶液混合器(2)中以推动所述溶液混合器(2)中溶液自所述溶液输出口输出。

2.根据权利要求1所述的高通量液相物质组合递送装置，其特征在于：所述溶液混合器(2)包括至少两个，所述溶液混合器(2)均设置在一可活动的支撑体(4)上，所述支撑体(4)能够带动各个所述溶液混合器(2)移动以使得各个所述溶液混合器(2)的溶液输入口与各前驱体溶液输送通道(11)的输出口相连通。

3.根据权利要求2所述的高通量液相物质组合递送装置，其特征在于：所述支撑体(4)为一可转动的平台。

4.根据权利要求2所述的高通量液相物质组合递送装置，其特征在于：每个溶液混合器(2)的溶液输出口上连接有一混合液输送管(5)，每个所述混合液输送管(5)上设置有一开关阀(51)。

5.根据权利要求1所述的高通量液相物质组合递送装置，其特征在于：每个所述前驱体溶液输送通道(11)上均设置有一阀门(6)。

6.根据权利要求1～5任一权利要求所述的高通量液相物质组合递送装置，其特征在于：还包括一清洗装置，所述清洗装置包括用于容置清洗剂的清洗剂储存器(7)以及连接在清洗剂储存器(7)上的清洗通道(71)，所述清洗通道(71)的出口能与所述溶液混合器(2)的溶液输入口相连通。

7.根据权利要求6所述的高通量液相物质组合递送装置，其特征在于：还包括一输导管(8)，所述输导管(8)的一端与每个前驱体溶液输送通道(11)的输出口及所述清洗通道(71)的出口相连接，所述输导管(8)的另一端与所述溶液混合器(2)的溶液输入口相连通。

8.根据权利要求6所述的高通量液相物质组合递送装置，其特征在于：所述清洗通道(71)上设置有一阀门(6)。