CN205517636U - 实验室用氮化碳粉体材料合成装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种实验室用氮化碳粉体材料合成装置，属于实验室氮化碳制备技术领域，包括不锈钢釜体，釜体的内部两端设置有上活塞和下活塞，上活塞底面、下活塞的顶面和釜体内壁之间构成反应腔，上活塞和下活塞连接加压装置，釜体外部套有控温装置，控温装置内设有加热圈，釜体和控温装置的外部设置有保温层，上活塞的底面连接有搅拌装置。本实用新型可以对反应体系的温度和压力相对独立地进行调控，使合成氮化碳的反应过程可控性更强，从而能够更好地控制目标产物的物相；对受压力影响的反应来讲，该方法可以控制反应进行的速度和方向，从而控制目标材料的粒度和改善其结晶质量。通过气体旋转带动搅拌装置旋转，完成搅拌，节约了能源。

Description

实验室用氮化碳粉体材料合成装置

技术领域

本实用新型属于实验室氮化碳制备技术领域，具体涉及一种实验室用氮化碳粉体材料合成装置。

背景技术

现在氮化碳粉体材料合成主要有溶剂热法和高压法两种，溶剂热法和高压法均有其独特的优点，同时也存在不足之处。溶剂热反应在密闭的高压容器内进行，若反应原料的组成和配比确定，在设定的填充率下，反应体系的温度和压力将会相互关联，压力随温度的变化而变化；除了控制反应温度外，我们几乎不可能对反应釜内的其它影响因素人为调控。因此，面对这样的“黑箱”反应，我们难于控制在初期的升温过程和后期的降温过程中所发生的化学反应；对合成过程的准确调控仍然受到较多的限制。高压合成固然能够得到新相、新物质和新材料；然而，高压的实现必将导致高耗材、高耗能。另外在现在的氮化碳合成装置中常用电机带动完成搅拌工作，并且向反应腔内提供反应气体，但是这样造成一些电能的浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种实验室用氮化碳粉体材料合成装置，来解决上述问题。

本实用新型实验室用氮化碳粉体材料合成装置，包括不锈钢釜体，所述釜体为圆柱筒，釜体的内部两端设置有上活塞和下活塞，上活塞底面、下活塞的顶面和釜体内壁之间构成反应腔，上活塞和下活塞连接加压装置，釜体外部套有控温装置，控温装置内设有加热圈，釜体和控温装置的外部设置有保温层，上活塞的底面连接有搅拌装置。

所述搅拌装置包括竖直气管，竖直气管顶端固定在上活塞底部，竖直气管内部设有气道，竖直气管底端通过轴承连接有空心盘，所述空心盘外侧连接有导气管，所述导气管设计为圆弧形，所述导气管外侧连接限流管，所述限流管设计为漏斗状，可以利用气体喷射带动搅拌装置旋转，从而完成搅拌工作，既增加了反应气体，也完成了搅拌。

所述气道上端连通有通气管，通气管设置在上活塞的内部，通气管进气端连通气泵，通气管的进气端设置在上活塞的边缘处，防止阻碍加压，通气管的外部设有隔热层，可以隔绝热量传递到通气管上。

所述竖直气管与轴承的内环固定，轴承的外环与空心盘固定，空心盘内设置有导流板。

本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、可以对反应体系的温度和压力相对独立地进行调控，使合成氮化碳的反应过程可控性更强，从而能够更好地控制目标产物的物相；2、反应体系的压力不再依赖于反应釜填充率和反应体系的温度；反应压力的调控自由度更大，使适于该方法合成的材料种类更多；3、在原来基础上增加了气流搅拌，可以使反应体系温度和反应界面均一，从而控制目标材料的粒度和改善其结晶质量。4、通过气体旋转带动搅拌装置旋转，完成搅拌，节约了能源。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型搅拌装置部分的结构示意图；

图中：1、上活塞，2、通气管，3、加热圈，4、保温层，5、竖直气管，6、气道，7、搅拌装置，8、导流板，9、下活塞，10、导气管，11、反应腔，12、空心盘，13、限流管，14、釜体。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1和2所示的实验室用氮化碳粉体材料合成装置，包括不锈钢釜体14，釜体14为圆柱筒，釜体14的内部两端设置有上活塞1和下活塞9，上活塞1底面、下活塞9的顶面和釜体14内壁之间构成反应腔11，上活塞1和下活塞9连接加压装置，釜体14外部套有控温装置，控温装置内设有加热圈3，釜体14和控温装置的外部设置有保温层4，上活塞1的底面连接有搅拌装置7。

搅拌装置7包括竖直气管5，竖直气管5顶端固定在上活塞1底部，竖直气管5内部设有气道6，竖直气管5底端通过轴承连接有空心盘12，空心盘12外侧连接有导气管10，导气管10设计为圆弧形，导气管10外侧连接限流管13，限流管13设计为漏斗状，把外部的惰性气体添加到反应腔11中，可以利用气体喷射带动搅拌装置7旋转，从而完成搅拌工作，既增加了反应气体，也完成了搅拌。

气道6上端连通有通气管2，通气管2设置在上活塞1的内部，通气管2进气端连通气泵，通气管2的进气端设置在上活塞1的边缘处，防止阻碍加压，通气管2的外部设有隔热层，可以隔绝热量传递到通气管2上。

竖直气管5与轴承的内环固定，轴承的外环与空心盘12固定，空心盘12内设置有导流板8。

综上所述，本实用新型可以对反应体系的温度和压力相对独立地进行调控，使合成氮化碳的反应过程可控性更强，从而能够更好地控制目标产物的物相；可以使反应温度和压力的可控范围更大，使适于该方法合成的材料种类更多；对受压力影响的反应来讲，该方法可以控制反应进行的速度和方向，从而控制目标材料的粒度和改善其结晶质量。通过气体旋转带动搅拌装置旋转，完成搅拌，节约了能源。

Claims (4)

1.一种实验室用氮化碳粉体材料合成装置，包括不锈钢釜体(14)，其特征在于所述釜体(14)为圆柱筒，釜体(14)的内部两端设置有上活塞(1)和下活塞(9)，上活塞(1)底面、下活塞(9)的顶面和釜体(14)内壁之间构成反应腔(11)，上活塞(1)和下活塞(9)连接加压装置，釜体(14)外部套有控温装置，控温装置内设有加热圈(3)，釜体(14)和控温装置的外部设置有保温层(4)，上活塞(1)的底面连接有搅拌装置(7)。

2.根据权利要求1所述的实验室用氮化碳粉体材料合成装置，其特征在于所述搅拌装置(7)包括竖直气管(5)，竖直气管(5)顶端固定在上活塞(1)底部，竖直气管(5)内部设有气道(6)，竖直气管(5)底端通过轴承连接有空心盘(12)，所述空心盘(12)外侧连接有导气管(10)，所述导气管(10)设计为圆弧形，所述导气管(10)外侧连接限流管(13)，所述限流管(13)设计为漏斗状。

3.根据权利要求2所述的实验室用氮化碳粉体材料合成装置，其特征在于所述气道(6)上端连通有通气管(2)，通气管(2)设置在上活塞(1)的内部，通气管(2)进气端连通气泵，通气管(2)的进气端设置在上活塞(1)的边缘处，通气管(2)的外部设有隔热层。

4.根据权利要求2所述的实验室用氮化碳粉体材料合成装置，其特征在于所述竖直气管(5)与轴承的内环固定，轴承的外环与空心盘(12)固定，空心盘(12)内设置有导流板(8)。