[实用新型]多参数精确可调多制式微波辅助纳米材料制备后处理装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及射频、微波技术和纳米材料学领域，具体涉及一种多参数精确可调多制式微波辅助纳米材料制备后处理装置及其试验方法。

背景技术

纳米技术，应信息技术的迅猛发展的需求而生。当前处于知识大爆炸时代，人类社会信息量呈几何等级递增。传统的微米级别的精度已经无法满足人类的需求。1994年，IBM公司研制成巨磁电阻效应的读出磁头，将磁盘记录密度一下子提高了17倍，从而在与光盘竞争中磁盘重新处于领先地位。21世纪是纳米技术的世纪。而纳米材料是纳米技术的实体，在纳米技术中处于基础性的重要地位。谁在纳米材料领域占有先机，谁就在纳米领域抢占得至高地。

纳米材料的合成与制备已比较成熟，目前重点在于发展功能纳米材料的批量制备及其应用技术。在这过程中，结合纳米材料的合成与后续处理等，可形成具有一定功能的纳米结构材料，目前受到极大的重视，成为纳米材料制备技术应用道路上一个非常重要的阶段。目前纳米材料的制备以及后处理处在功能性纳米材料研究与发展进程中关键的阶段，是纳米技术刚走出实验室，迈向产业化的前期。而纳米材料制备与后处理的控制手段，有超声控制、电场控制、磁场(静电场以及低频磁场)控制等等。从目前的研究结果来看，这些控制手段都没能达到纳米材料的制备以及后处理的批量化要求，寻求新的控制手段，迫在眉睫！微波作为一种新型高效的加热方式，所显示出的清洁、高效、低能耗、收率高及选择性好等优点，使其在纳米材料制备中得到广泛应用。微波加热是电磁能以波的形式辐射到介质内部，利用介质的介电损耗发热。与常规加热相比，微波加热不需热的传导和对流，在极短时间内使介质分子达到活化状态，加剧分子的运动与碰撞，可大大加快反应速度，缩短反应周期，并因内外同时加热，体系受热均匀，无滞后效应。

然而，但微波合成技术毕竟是一门新兴的学科，其发展还处于初级阶段。目前，市面上已经商业化的传统微波辅助装置分为四大类，分别是微波萃取仪，微波消解仪，微波合成仪，以及用于烧结的微波灰化炉。这些仪器无一例外，皆立足于微波的致热作用，其模型均可简化为一般微波炉的结构模型。而国内外已有的报道，利用微波致热作用合成出具有一定功能的纳米材料，由于设备方面的制约，给进一步探索微波辅助机理带来了极大困难，有许多问题尚待进一步研究，比如：微波如何改变反应的活化能，微波功率、微波宽度、脉冲 频率如何影响反应等。因此，研制、开发、生产出适合于微波辅助的专用设备，是急需解决的问题之一。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的不足，本实用新型的目的是提供一种多参数精确可调多制式微波辅助纳米材料制备后处理装置，以实现利用多参数精确可调的多制式微波辅助，将纳米颗粒材料加工并结合后处理以形成具有一定功能的新型材料，例如具有特定光学吸收或电磁吸收的材料等。本实用新型的另一目的是提供一种上述装置的试验方法。

技术方案：为了实现上述发明目的，本实用新型采用的技术方案为：一种多参数精确可调多制式微波辅助纳米材料制备后处理装置，包括外层设有金属屏蔽层的箱体，在箱体内壁设有全包覆吸波材料，在箱体内壁顶部设有红外测温装置和定向微波束发射天线，在箱体内壁底部设有工作台，在工作台上留有进出样部件。

所述的工作台为可旋转环氧乙烷支架工作台。

所述的金属屏蔽层为双层金属屏蔽层。

本实用新型的多参数精确可调多制式微波辅助纳米材料制备后处理装置，处于安全考虑，微波反应釜外部置双层金属屏蔽层，保证工作时无微波泄漏。内壁全包覆吸波材料，将工作台反射的微波束大部分吸收，避免多次反射，保证工作台附近微波场的单纯性。红外测温装置，可利用实验过程中温度参数对实验过程进行实时监控。定向微波束发射天线，保证微波束方向单一。进出样部件，可在实验过程中通过微波反应釜外接驳微流控部件向工作台输送气相或者液相反应前驱物或者惰性保护气体，以满足实验需求。可旋转环氧乙烷支架工作台，反应的支持平台，利用吸波材料制成，避免微波反射。