[实用新型]纳米催化剂生产用溶剂热合成装置

说明书

本实用新型提供一种纳米催化剂生产用溶剂热合成装置。本实用新型包括底座，所述的底座上设置有一个环形凹槽，所述环形凹槽里面设置有密封填料，所述环形凹槽上设置有压力罐，所述压力罐的顶部密封，底部嵌入所述的环形凹槽中并通过密封填料密封，所述底座上设置有置于所述压力罐里面的反应容器，所述的压力罐上设置有蒸汽输入孔，所述蒸汽输入孔通过蒸汽管道连接锅炉，所述蒸汽管道上设置有增压泵，所述压力罐顶部设置有四个同步油缸。本实用新型反应所需的压力由外部压力源提供，反应容器内压力稳定，并且加热简单方便，同时避免了金属氧化物前驱体与水直接接触引起的无定形氢氧化物产生，产品质量稳定。

技术领域：

本实用新型涉及一种纳米催化剂生产用溶剂热合成装置，属于催化剂生产设备技术领域。

背景技术：

纳米催化剂由于具有比表面积大、表面活性位多等特点，在一些化学反应中表现出高活性、高选择性等的优良催化性能，因此引起研究者的广泛关注。目前，制备纳米催化剂的方法很多，如水解法、沉淀法、溶胶-凝胶法、溶剂热合成法、化学气相法、微乳液法等。

溶剂热合成法是纳米晶合成的一种简单方法，现在国内外很多的课题组都在利用该种方法来合成纳米材料，对于一些反应条件的控制是至关重要的，如溶剂、温度、pH、表面活性剂等。现有的溶剂热合成法合成反应装置通常是一个带有聚四氟乙烯内衬的密闭反应容器，在合成金属氧化物纳米晶体材料时，将金属氧化物前驱体与水直接接触装入上述反应容器中，密闭后置于所需反应温度的烘箱内进行反应。但是，对于大多数金属氧化物纳米晶体材料而言，由于其金属氧化物前驱体本身具有非常高的水解反应活性，与水直接接触立即会出现剧烈的液相快速水解反应，导致大量无定型氢氧化物沉淀聚集物的生成。后续高温焙烧处理才可将无定形过渡为晶体，获得金属氧化物纳米晶体，这样更加进一步加剧了颗粒的团聚，从而出现诸如纳米颗粒尺寸增大、比表面积降低、晶相结构不稳定等诸多限制纳米材料应用的技术问题。

为了解决上述问题，中国专利CN201720084168.4公开了一种水热合成反应装置包括：一个具有上部开口的不锈钢材质反应釜；一个聚四氟乙烯内衬，置于所述反应釜内，且所述聚四氟乙烯内衬的外壁与反应釜的内壁紧密接触；一个惰性材质的反应容器，所述反应容器上部敞口，置于所述聚四氟乙烯内衬内，在所述反应容器的外周与聚四氟乙烯内衬之间留有用于加注水的间隙；以及，一个置于所述反应釜内的，用于盖在所述聚四氟乙烯内衬上的聚四氟乙烯盖；一个反应釜盖，螺纹连接在所述反应釜的上部开口处，用于密闭所述反应釜，并压紧所述聚四氟乙烯盖。这种蒸汽相水热合成反应成功避免了液态水与金属氧化物前驱体溶液直接接触反应而导致的无定形氢氧化物产生。但是由于纳米催化剂生产的溶液热合成反应是在高温高压下进行，螺纹连接的密封性能不能达到要求，造成反应压力不足，最终影响产品质量，并且该装置需要将反应容器整体置于加热环境中进行加热，加热不方便并且热量消耗大。

发明内容：

本实用新型的目的是针对上述存在的问题提供一种纳米催化剂生产用溶剂热合成装置，反应所需的压力由外部压力源提供，反应容器内压力稳定，并且加热简单方便，同时避免了金属氧化物前驱体与水直接接触引起的无定形氢氧化物产生，产品质量稳定。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

纳米催化剂生产用溶剂热合成装置，包括底座，所述的底座上设置有一个环形凹槽，所述环形凹槽里面设置有密封填料，所述环形凹槽上设置有压力罐，所述压力罐的顶部密封，底部嵌入所述的环形凹槽中并通过密封填料密封，所述底座上设置有置于所述压力罐里面的反应容器，所述的压力罐上设置有蒸汽输入孔，所述蒸汽输入孔通过蒸汽管道连接锅炉，所述蒸汽管道上设置有增压泵，所述压力罐顶部设置有四个同步油缸。

所述的纳米催化剂生产用溶剂热合成装置，所述的蒸汽管道上在所述增压泵与所述蒸汽输入孔之间的连接段上设置有压力传感器、温度传感器、流量计。

所述的纳米催化剂生产用溶剂热合成装置，所述压力罐的内壁设置有聚四氟乙烯内衬层。