CN218621134U - 用于黑磷晶体制备的旋转反应装置 - Google Patents

Abstract

一种用于黑磷晶体制备的旋转反应装置，包括旋转反应台，所述的旋转反应台底部设有支承座，旋转反应台上设有反应管槽，旋转反应台一侧设有热电偶，另一侧设有电机，电机的驱动轴与旋转反应台侧壁圆心位置连接固定；支承座底部设有底腔，底腔内设有电源，旋转反应台内部设有加热电阻丝，加热电阻丝环绕反应管槽设置，电源通过导线与加热电阻丝连接。本新型采用上述结构，通过实现旋转目的，使反应管能够置于不同角度位置上，从而满足黑磷晶体制备需求，解决现有技术中材料体积利用率低、成本高、各段反应温度不准确、晶体质量差的问题。

Description

用于黑磷晶体制备的旋转反应装置

技术领域

本实用新型涉及黑磷晶体制备技术领域，具体的是一种用于黑磷晶体制备的旋转反应装置。

背景技术

黑磷是近年来被广泛关注的一种新型精细磷化工产品，与白磷、红磷、紫磷互为磷的同素异形体，其特殊的蜂窝状结构赋予了黑磷很多优异的性能。如高的理论比容量、可调的直接带隙、高的载流子迁移率、良好的光电性能及强的各向异性等，使其在储能、阻燃、催化、太阳能电池、传感器厂、场效应晶体管及生物医学等领域均表现出了良好的应用前景。尽管黑磷在很多领域具有很好的应用前景，但是它的应用受限于其苛刻的制备方法。目前报道的黑磷制备方法存在原料成本高、制备规模小等问题，导致目前市场上销售的黑磷价格居高不下，严重阻碍了黑磷的应用与发展。因此，开发黑磷的低成本、高产率、高质量、规模化制备技术对于促进黑磷产业化，推动磷化工行业的转型升级具有重要意义。

近年来，研究者也在不断研究尝试开发黑磷晶体制备的反应装置，目前应用较为广泛的是电加热横式加热装置，但是现阶段黑磷加热装置导致横式反应器原材料体积利用率低、成本高、各段反应温度不准确、晶体质量差，制备规模化小等问题。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于黑磷晶体制备的旋转反应装置，通过实现旋转目的，使反应管能够置于不同角度位置上，从而满足黑磷晶体制备需求，解决现有技术中材料体积利用率低、成本高、各段反应温度不准确、晶体质量差的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种用于黑磷晶体制备的旋转反应装置，包括旋转反应台，所述的旋转反应台底部设有支承座，旋转反应台上设有反应管槽，旋转反应台一侧设有热电偶，另一侧设有电机，电机的驱动轴与旋转反应台侧壁圆心位置连接固定；

所述的支承座底部设有底腔，底腔内设有电源，旋转反应台内部设有加热电阻丝，加热电阻丝环绕反应管槽设置，电源通过导线与加热电阻丝连接。

优选的方案中，所述的支承座顶部设有定位槽，旋转反应台上设有与定位槽匹配的定位板，定位板与定位槽的截面均为“十”字形。

优选的方案中，所述的底腔顶部两侧分别设有一个卷线盘，与加热电阻丝及电源连接的导线绕设在卷线盘上。

优选的方案中，所述的卷线盘为带有涡卷弹簧的卷线盘，通过涡卷弹簧实现卷线盘的自动收线目的。

优选的方案中，所述的反应管槽槽口处的旋转反应台上固定设有反应管固定座。

优选的方案中，所述的反应管固定座主体为圆环结构，其内径与反应管槽内径相同，且反应管固定座的中轴线与反应管槽中轴线位于同一条线上；

所述的反应管固定座的内侧设有两个用于夹持反应管的活动夹块。

优选的方案中，所述的反应管固定座内侧对称设有两个滑槽，两个活动夹块分别设置于两个滑槽内；

所述的滑槽中设有水平的导向杆，导向杆穿过活动夹块上的横向通孔设置；

在所述的导向杆上还套设有弹簧。

本实用新型所提供的一种用于黑磷晶体制备的旋转反应装置，通过采用上述结构，具有以下有益效果：

（1）现有的广泛采用的黑磷晶体制备装置都是横式加热装置，而单一的横式加热装置都存在原材料体积利用率低、生产成本高、温度控制不准确、晶体质量差等问题，而本申请能够克服上述技术缺陷，以黄磷（红磷）为原料实现黑磷晶体制备；

（2）可以根据不同（红磷或黑磷）产品，通过变换加热系统的放置方式，一方面可以节省设备本身的投资成本，另一方面能够大幅度提高黑磷晶体的成功率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型的反应管固定座结构示意图。

图3为本实用新型图1的侧视结构示意图。

图中：旋转反应台1，定位板101，支承座2，底腔201，定位槽202，电机3，驱动轴301，反应管槽4，加热电阻丝5，热电偶6，电源7，卷线盘8，反应管固定座9，滑槽10，活动夹块11，横向通孔111，导向杆12，弹簧13。

具体实施方式

如图1-3中，一种用于黑磷晶体制备的旋转反应装置，包括旋转反应台1，所述的旋转反应台1底部设有支承座2，旋转反应台1上设有反应管槽4，旋转反应台1一侧设有热电偶6，另一侧设有电机3，电机3的驱动轴301与旋转反应台1侧壁圆心位置连接固定；

所述的支承座2底部设有底腔201，底腔201内设有电源7，旋转反应台1内部设有加热电阻丝5，加热电阻丝5环绕反应管槽4设置，电源7通过导线与加热电阻丝5连接。

优选的方案中，所述的支承座2顶部设有定位槽202，旋转反应台1上设有与定位槽202匹配的定位板101，定位板101与定位槽202的截面均为“十”字形。

优选的方案中，所述的底腔201顶部两侧分别设有一个卷线盘8，与加热电阻丝5及电源7连接的导线绕设在卷线盘8上。

优选的方案中，所述的卷线盘8为带有涡卷弹簧的卷线盘，通过涡卷弹簧实现卷线盘8的自动收线目的。

优选的方案中，所述的反应管槽4槽口处的旋转反应台1上固定设有反应管固定座9。

优选的方案中，所述的反应管固定座9主体为圆环结构，其内径与反应管槽4内径相同，且反应管固定座9的中轴线与反应管槽4中轴线位于同一条线上；

所述的反应管固定座9的内侧设有两个用于夹持反应管的活动夹块11。

优选的方案中，所述的反应管固定座9内侧对称设有两个滑槽10，两个活动夹块11分别设置于两个滑槽10内；

所述的滑槽10中设有水平的导向杆12，导向杆12穿过活动夹块11上的横向通孔111设置；

在所述的导向杆12上还套设有弹簧13。

采用上述装置进行黑磷晶体制备时的过程具体如下：

以黄磷作为原料，因黄磷极易燃烧，故先在反应管中充满氮气，然后将黄磷放在反应管中，然后将反应管封闭之后，放入到旋转反应台1上的反应管槽4中，然后保证反应管的竖直放置，竖直放置的角度与水平面60°至90°，旋转反应台1底部用支承座2支撑，设置一定的温度、时间之后实现黄磷向红磷的转变，待反应结束降至室温后，然后将反应管打开，可观测到红磷，然后在反应箱中充满氮气，然后将输运剂、催化剂加入到反应管中，并将反应管封闭，通过电机3将反应管进行横式放置，横式放置角度与水平面0°至30°，设置一定得温度、时间之后,可得到洁净、成功率较高、转化率较高的黑磷晶体。

Claims (7)

1.一种用于黑磷晶体制备的旋转反应装置，其特征在于：包括旋转反应台（1），所述的旋转反应台（1）底部设有支承座（2），旋转反应台（1）上设有反应管槽（4），旋转反应台（1）一侧设有热电偶（6），另一侧设有电机（3），电机（3）的驱动轴（301）与旋转反应台（1）侧壁圆心位置连接固定；

所述的支承座（2）底部设有底腔（201），底腔（201）内设有电源（7），旋转反应台（1）内部设有加热电阻丝（5），加热电阻丝（5）环绕反应管槽（4）设置，电源（7）通过导线与加热电阻丝（5）连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于黑磷晶体制备的旋转反应装置，其特征在于：所述的支承座（2）顶部设有定位槽（202），旋转反应台（1）上设有与定位槽（202）匹配的定位板（101），定位板（101）与定位槽（202）的截面均为“十”字形。

3.根据权利要求1所述的一种用于黑磷晶体制备的旋转反应装置，其特征在于：所述的底腔（201）顶部两侧分别设有一个卷线盘（8），与加热电阻丝（5）及电源（7）连接的导线绕设在卷线盘（8）上。

4.根据权利要求3所述的一种用于黑磷晶体制备的旋转反应装置，其特征在于：所述的卷线盘（8）为带有涡卷弹簧的卷线盘，通过涡卷弹簧实现卷线盘（8）的自动收线目的。

5.根据权利要求1所述的一种用于黑磷晶体制备的旋转反应装置，其特征在于：所述的反应管槽（4）槽口处的旋转反应台（1）上固定设有反应管固定座（9）。

6.根据权利要求5所述的一种用于黑磷晶体制备的旋转反应装置，其特征在于：所述的反应管固定座（9）主体为圆环结构，其内径与反应管槽（4）内径相同，且反应管固定座（9）的中轴线与反应管槽（4）中轴线位于同一条线上；

所述的反应管固定座（9）的内侧设有两个用于夹持反应管的活动夹块（11）。

7.根据权利要求6所述的一种用于黑磷晶体制备的旋转反应装置，其特征在于：所述的反应管固定座（9）内侧对称设有两个滑槽（10），两个活动夹块（11）分别设置于两个滑槽（10）内；

所述的滑槽（10）中设有水平的导向杆（12），导向杆（12）穿过活动夹块（11）上的横向通孔（111）设置；

在所述的导向杆（12）上还套设有弹簧（13）。

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