[发明专利]磁控纳米马达集群凝胶法制备多孔吸附材料的方法及装置

权利要求书

1.一种磁控纳米马达集群凝胶法制备多孔吸附材料的方法，其特征在于：在700~1500℃冶炼熔渣中加入醇-酸有机混合物充分混合反应，反应完成后将反应液、包硅的磁性微纳米粒子溶液混合均匀后，再将混合物添加到表面活性剂溶液中，在磁场存在条件下、80~180℃反应0.5~24h后，室温~30℃下陈化16~24h，收集固体加热烘干，即得多孔吸附材料；

所述冶炼熔渣和醇-酸有机混合物的质量比为1:1~5:1；表面活性剂溶液、包硅的磁性微纳米粒子溶液、反应液的体积比为1~10:1~4:1~5；

所述醇-酸有机混合物是醇和酸按体积比1~7:10~1的比例混合制得，其中醇为二甘醇、三甘醇、松油醇中的一种或几种；酸为对甲苯磺酸、取代的苯乙酸、苯甲酸中的一种或几种；

所述表面活性剂为聚氧丙烯聚氧乙烯共聚物、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基醇酰胺聚氧乙烯醚中的一种或几种，表面活性剂溶液的质量浓度为5%~30%；

所述包硅的磁性微纳米粒子溶液是将磁性纳米粒子制成质量浓度3~5%的水分散液，按体积比1:5~8:0.25~0.4的比例将磁性纳米粒子水分散液、乙醇、浓氨水进行充分混合后，在N₂保护条件下，按磁性纳米粒子水分散液: 正硅酸四乙酯体积比为30~10:1的比例分次加入正硅酸四乙酯，每次充分搅拌30min，制得包硅的磁性微纳米粒子溶液；

所述磁性纳米粒子为四氧化三铁、钴、镍的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的磁控纳米马达集群凝胶法制备多孔吸附材料的方法，其特征在于：外加磁场为恒定磁场、交变磁场、脉冲磁场中的一种或几种；交变磁场的周期为1~12min；脉冲磁场的脉冲宽度为2~8min，频率1~160Hz。

3.完成权利要求1-2中任一项所述的磁控纳米马达集群凝胶法制备多孔吸附材料的方法的装置，其特征在于：包括文丘里喷嘴（5）、冷凝装置（8）、反应器（10）、磁场发生器（13）、醇-酸有机混合物贮存器（17）、混合反应器Ⅰ（19）、氮气瓶（22）、混合反应器Ⅱ（25），氮气瓶（22）通过压力控制开关（23）与混合反应器Ⅱ（25）上的N₂进气口（27）连通，混合反应器Ⅱ（25）顶部开有进料口Ⅱ（21），混合反应器Ⅱ（25）通过泵与文丘里喷嘴（5）的进料口Ⅰ（4）连接，文丘里喷嘴（5）上还设置有喷管高速气流入口（1）、表面活性剂溶液进料口（2）、反应液进料口（3），文丘里喷嘴（5）的喷料口设置在反应器（10）顶部并与其连通，反应器（10）底部为锥形出料口，出料口下方设置有带出口（9）的储存室（15），储存室（15）内设置有风扇（14），反应器（10）的排气口（6）通过冷凝装置（8）与醇-酸有机混合物贮存器（17）连接，醇-酸有机混合物贮存器（17）通过泵与混合反应器Ⅰ（19）连通，混合反应器Ⅰ（19）顶部设置有冶炼熔渣进料口（18），混合反应器Ⅰ（19）通过泵与文丘里喷嘴（5）的反应液进料口（3）连通，磁场发生器（13）设置在反应器（10）上且磁场作用在反应腔体内，反应器（10）的壳体（12）内设置有加热保温层（11），文丘里喷嘴（5）的喷管高速气流入口（1）与风机（16）连接；混合反应器Ⅰ（19）下部设置有过滤出口（28）、废渣排出口（29）。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：混合反应器Ⅰ（19）、混合反应器Ⅱ（25）内分别设置有搅拌器，磁场发生器为磁感应线圈。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：锥形出料口上设置有阀门（7），表面活性剂溶液进料口（2）、反应液进料口（3）、进料口Ⅰ（4）、排气口（6）处均设置阀门。