[实用新型]一种核-壳结构磁性金属有机框架材料的制备装置

说明书

本实用新型属于金属有机框架材料制备装置领域，公开一种核‑壳结构磁性金属有机框架材料的制备装置，装置包括依次连接的亚铁盐储料室、磁核反应室、第一磁收洗涤室、碱性溶液储料室、磁核活化室、金属源储料室、配体储料室、磁性金属有机框架反应室和第二磁收洗涤室；第一磁收洗涤室包括第一滚动轴承、第二滚动轴承和磁收皮带，磁收皮带分别与第一、第二滚动轴承连接形成皮带坡面。反应生成的含有磁核的固态溶液进入第一磁收洗涤室的磁收履带上，因重力溶液流入第一磁收洗涤室腔底部，磁核颗粒随滚动轴承的转动分布于磁收皮带表面。本装置产品收集效率高，操作简单，不同于一般洗涤过滤装置，解决过滤时间慢，滤膜上产品结块堵塞等问题。

技术领域

本实用新型属于金属有机框架材料制备装置领域，具体涉及一种核-壳结构磁性金属有机框架材料的制备装置。

背景技术

金属有机框架材料(MOFs)通常是指金属离子或金属簇与有机配体通过自组装过程形成具有周期性无限网络结构的晶态材料，由于是无机有机的杂化体系，兼备了有机高分子和无机化合物两者的特点而显示出许多奇异的特性，广泛应用于能源生产、绿色催化等领域。最重要的是，MOFs材料具有丰富的孔道、超高比表面积和大量的可修饰位点，可以针对MOFs中引入相应官能团来实现对金属离子的固载进行设计制备其对应的最佳材料，因此MOFs材料能够广泛应用磁性、光学、吸附、分离、催化和储氢催化等领域。

磁性纳米材料由于具有粒径小、容易吸附、比表面积大和超顺磁性等特点广泛用于环境分析领域。将有机金属框架材料和磁性纳米材料结合，制得复合催化剂材料将同时具备易于磁性分离、成本低、催化效率高的优点，在降解水环境污染物领域有很大潜力。

而目前尚没有出现一种适用于核-壳结构磁性金属有机框架材料的规模化生产的装置，该装置一方面需要满足在工业化同时反应合成均匀性，另一方面可以通过磁性纳米材料的磁性特点进行洗涤收集。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供一种核-壳结构磁性金属有机框架材料的制备装置，用于制备核-壳结构磁性金属有机框架材料，该材料使用磁性材料如四氧化三铁为核，包覆金属有机框架材料，形成核-壳结构磁性金属有机框架材料。该装置工艺流程包括制备出磁核材料例如四氧化三铁，将该磁核通过磁性回收的洗涤装置进行洗涤，再在该磁核上修饰碱性基官能团，然后将碱基修饰的磁核与金属源、配体混合反应，在磁核表面自组装形成金属有机框架材料，最后再次通过磁性回收的洗涤装置进行洗涤，得到最终的产物。

为实现上述目的，按照本实用新型，提供一种核-壳结构磁性金属有机框架材料的制备装置，所述装置包括依次连接的亚铁盐储料室、磁核反应室、第一磁收洗涤室、碱性溶液储料室、磁核活化室、金属源储料室、配体储料室、磁性金属有机框架反应室和第二磁收洗涤室；

其中，所述亚铁盐储料室底部的出料口与磁核反应室顶端的进料口连通，所述磁核反应室一侧设置注入碱液的液体进料口，所述磁核反应室底部的出料口与所述第一磁收洗涤室顶端进料口连通，所述第一磁收洗涤室顶端设置有用于注入洗涤液喷淋装置，所述第一磁收洗涤室底部的出料口与磁核活化室顶端进料口连通，所述磁核活化室顶端另一侧进料口与碱性溶液储料室底部出料口连通，所述磁核活化室底部与磁性金属有机框架反应室一侧进料口连通，所述磁性金属有机框架反应室顶端的进料口分别与金属源储料室、配体储料室底部出料口连通，所述磁性金属有机框架反应室另一侧的出料口与第二磁收洗涤室顶端的进料口连通。

进一步地，所述第一磁收洗涤室包括磁收履带和磁通装置；

其中，所述磁收履带包括第一滚动轴承、第二滚动轴承和磁收皮带，所述第一滚动轴承的轴承直径大于第二滚动轴承的轴承直径，所述磁收皮带分别与第一、第二滚动轴承连接形成皮带坡面，所述皮带坡面顶部端靠近进料口。

进一步地，所述第一磁收洗涤室包括磁通装置；所述磁收皮带与磁通装置电连接，所述皮带坡面形成磁核回收区域，从而将因重力而从磁收皮带上脱落的磁核回收。