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专利号: 2021109050769
申请人: 温州大学新材料与产业技术研究院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 一般的物理或化学的方法或装置
更新日期:2024-08-12
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高温蒸汽‑微波辅助撞击流反应装置,其特征在于,包括A型流体平流泵(1)、B型流体平流泵(2)、C型流体平流泵(3)、微波发生组件(4)、测温仪组件(5)、高温蒸汽组件(6)、搅拌器(7)、机架(8)和四通组件(9);

所述机架(8)包括A型流体平流泵放置架(801)、B型流体平流泵放置架(802)、C型流体平流泵放置架(803)、工作台(804)、A型流体烧瓶(805)、B型流体烧瓶(806)和C型流体烧瓶(807);

A型流体平流泵(1)、B型流体平流泵(2)、C型流体平流泵(3)分别依次放置在A型流体平流泵放置架(801)、B型流体平流泵放置架(802)和C型流体平流泵放置架(803)上,微波发生组件(4)、测温仪组件(5)及高温蒸汽组件(6)均安装在工作台(804)上,搅拌器(7)位于工作台(804)下方;

所述微波发生组件(4)包括微波腔体(401)、封盖(402)、可视化玻璃板(403)、屏蔽封板(404)和微波温控显示区(405);微波腔体(401)呈长方体状,其侧板及底面中部分别设有用于穿过流体导管的小孔,四通组件(9)居中安装在微波腔体(401)内部,封盖(402)呈矩形,内表面设有微波反射膜,其上表面中部开有双层通槽,可视化玻璃板(403)放置在下层通槽内,屏蔽封板(404)放置在上层通槽内、微波温控显示区(405)设置在封盖(402)的一端上表面;

所述测温仪组件(5)包括角铝(501)、两根直立型材(502)、水平型材(503)、触摸屏组件(504)、电动模组(505)、升降装置(506)、旋转装置(507)、夹具(508)和红外测温仪(509);

两根直立型材(502)与一根水平型材(503)构成型材桁架,角铝(501)共四组,分别固定在两根直立型材(502)的两侧底部,用于将型材桁架固定在工作台(804)上;触摸屏组件(504)固定在一根直立型材(502)上,电动模组(505)固定在水平型材(503)上,升降装置(506)固定在电动模组(505)的滑板上,旋转装置(507)安装在升降装置(506)的升降滑块上,夹具(508)通过夹持红外测温仪(509)的手柄,将其固定在旋转装置(507)上;

所述四通组件(9)包括A型流体导管(901)、B型流体导管(902)、C型流体导管(903)、排出流体导管(904)、四通本体(905)和导管支架(906);导管支架(906)共三组,底部均固定在微波腔体(401)的底部内表面,其顶部分别与A型流体导管(901)、B型流体导管(902)、C型流体导管(903)接触并起到支撑作用;

所述四通本体(905)包括A型流体接入口(9051)、B型流体导管接入口(9052)、C型流体导管接入口(9053)、微流体反应腔体(9055)、混合流体排出口(9054);B型流体导管接入口(9052)与C型流体导管接入口(9053)组成Y形混合通道,并与微流体反应腔体(9055)一侧连通,A型流体接入口(9051)与微流体反应腔体(9055)另一侧连通,C型流体导管接入口(9053)设置在微流体反应腔体(9055)正下方;

所述高温蒸汽组件(6)包括A型流体高温蒸汽装置(601)、B型流体高温蒸汽装置(602)和C型流体高温蒸汽装置(603),三者均通过一支架安装在工作台(804)上;A型流体高温蒸汽装置(601)、B型流体高温蒸汽装置(602)和C型流体高温蒸汽装置(603)的结构相同,分别依次与A型流体导管(901)、B型流体导管(902)、C型流体导管(903)同轴配合连接;

A型流体高温蒸汽装置(601)包括固定底座组件(6011)、支撑桁架(6012)、三脚法兰(6013)、输出高温蒸汽腔体(6014)、输入高温蒸汽腔体(6015)、快插(6016)和连接法兰管(6017);所述输出高温蒸汽腔体(6014)呈圆筒状,其外壁面及两侧端面设为封闭,内壁面均匀排布大小一致的圆形通孔阵列,用于输出高温蒸汽;所述输入高温蒸汽腔体(6015)共三组,沿着输出高温蒸汽腔体(6014)的周向依次均匀分布,输入高温蒸汽腔体(6015)呈长方体状,一端中部与快插(6016)连接,另一端左中右三个位置分别设有三组连接法兰管(6017)与输出高温蒸汽腔体(6014)连接,支撑桁架(6012)呈匚字形,两侧立板与三脚法兰(6013)固定连接,其底板设有U形通槽,并与固定底座组件(6011)通过上下两组螺母实现固定连接。

2.一种基于权利要求1所述高温蒸汽‑微波辅助撞击流反应装置合成Fe‑Co‑S/RGO复合材料的制备方法,包括如下步骤:

2 2+

(1)配制氧化石墨烯分散液、Fe+/Co 混合液和Na2S2O3溶液;所配制的氧化石墨烯分散

2+ 2+

液浓度为0.2mol/L,Fe /Co 溶液为总摩尔浓度为0.01mol/L的FeSO4/CoSO4混合水溶液,其

2+ 2+

中两种金属摩尔比Fe /Co =1/2;而Na2S2O3溶液的浓度为0.01~0.03mol/L;

(2)设置A型流体平流泵、B型流体平流泵和C型流体平流泵的体积流量;设置高温蒸汽组件和微波腔体的温度;设置好微波腔体的功率;其中,A型流体平流泵、B型流体平流泵和C型流体平流泵的体积流量一致,均设置在100~150mL/min,高温蒸汽组件的温度设置为100~130℃;微波腔体的温度设置为150~180℃;功率设置为100~300W;

2+ 2+

(3)同时启动三台平流泵,Na2S2O3溶液、Fe /Co 溶液、GO分散液分别通过A型流体导管、B型流体导管、C型流体导管进入高温蒸汽‑微波辅助撞击流反应装置于四通本体处高速撞击得到前驱体;

(4)前驱体经过排出流体导管流入接收器中,继续在微波腔体内微波陈化;

(5)陈化结束后,样品再经洗涤、干燥获得Fe‑Co‑S/RGO复合材料;该Fe‑Co‑S/RGO复合材料,其包含有大量粒径为50~70nm的Fe‑Co‑S颗粒较均匀负载到二维RGO片层上。