[实用新型]磁性纳米催化剂连续制备反应器

说明书

技术领域

本实用新型属于化工反应器领域，具体是指一种连续制备磁性纳米催化剂的反应器技术。 

背景技术

在水环保领域，高浓度难生化降解有机化工废水一直是人们关注的热点，目前一般采用浓缩-焚烧，湿法氧化等方法处理，但结果不令人满意，或效率低，或费用，或造成二次污染，开发新型水环保技术是一个急需解决的课题。 

湿法多相催化氧化技术作为一种国际上大力发展的该类废水处理技术正引起越来越多的关注，其基本原理是在废水中加入固相催化剂和氧化剂(双氧水等)，在催化剂催化作用下，氧化降解废水中有机物，其中固相催化剂是技术关键，磁性纳米固体催化剂尺寸小、比表面积大、催化活性高，容易分离，日渐受到人们的亲睐。 

磁性纳米催化剂传统合成方法是溶胶-凝胶法、化学沉淀等化学物理方法，例如专利(申请号：200910310629)公开了一种磁性纳米催化剂共沉淀制备方法，包括：向还原性醇中依次加入金属单质前驱体、长链有机聚合物、铁酸盐前驱体以及金属醋酸盐，搅拌至形成均匀悬浊液，然后将该均匀悬浊液转移到反应釜中进行加温反应后自然冷却至室温，制成混合催化体，将混合催化体在外磁场作用下进行沉降分离后，再将所得固体物质分散到混合溶剂中进行沉降分离和清洗循环各2～3次，最后置于室温下真空干燥，即得磁性纳米催化剂，但是由于不同离子对pH值的敏感程度不同而不能同步析出，当原料组分较多时容易产生成分分布不均的问题，此外，利用这些技术制备出的纳米前驱粉体仍需要高温煅烧，容易造成颗粒团聚，影响催化活性。 

针对上述问题，本实用新型提供一种磁性纳米催化剂连续制备反应器，该反应器采用超临界水热成核原理制备磁性纳米材料，利用超临界水所具有一系列奇特的物理化学性质，例如高传热传质特性、无相转变特性等，可以得到颗粒均匀、晶相稳定，无需二次高温煅烧的纳米催化剂粒子。 

发明内容

本实用新型目的在于针对现有技术的不足，提供一种磁性纳米氧化催化剂连续制备反应器。为了达到上述发明目的，本实用新型具体是这样来实现的： 

一种磁性纳米催化剂连续制备反应器，其特征在于由混合反应器(1)、冷却器(2)、磁吸附器(3)、柱塞泵A(4)、柱塞泵B(5)、柱塞泵C(6)、背压阀(7)、出水控制阀(8)、加热套(9)、冷却水管路(10)、磁铁(11)十一部分组成，混合反应器(1)与冷却器(2)、磁吸附器(3)先后依次相连，冷却器(2)与磁吸附器(3)之间装有背压阀(7)，磁吸附器(3)出水口装有出水控制阀(8)，柱塞泵A(4)、柱塞泵B(5)、柱塞泵C(6)与混合反应器(1)相连，加热套(9)套装在混合反应器(1)外周，冷却水管路(10)套装在冷却器(2)外周，磁铁(11)套装在磁吸附器(3)外周。 

所述的混合反应器(1)为耐温耐压不锈钢合金材料制成。 

用本实用新型制备得到的磁性纳米催化剂晶相稳定、颗粒均匀、无团聚，无需二次高温煅烧。 

附图说明

图1是磁性纳米催化剂连续制备反应器示意图。 

图1中，混合反应器(1)、冷却器(2)、磁吸附器(3)、柱塞泵A(4)、柱塞泵B(5)、柱塞泵C(6)、背压阀(7)、出水控制阀(8)、加热套(9)、冷却水管路(10)、磁铁(11)。 

具体实施方式

如图1所示，一种磁性纳米催化剂连续制备反应器，它由混合反应器(1)、冷却器(2)、磁吸附器(3)、柱塞泵A(4)、柱塞泵B(5)、柱塞泵C(6)、背压阀(7)、出水控制阀(8)、加热套(9)、冷却水管路(10)、磁铁(11)十一部分组成，混合反应器(1)与冷却器(2)、磁吸附器(3)先后依次相连，冷却器(2)与磁吸附器(3)之间装有背压阀(7)，磁吸附器(3)出水口装有出水控制阀(8)，柱塞泵A(4)、柱塞泵B(5)、柱塞泵C(6)与混合反应器(1)相连，加热套(9)套装在混合反应器(1)外周，冷却水管路(10)套装在冷却器(2)外周，磁铁(11)套装在磁吸附器(3)外周。所述的混合反应器(1)为耐温耐压不锈钢合金材料制成。 

配制0.1M硝酸铁溶液、0.01M硝酸铜溶液、0.01M聚乙烯醇溶液，用柱塞泵A(4)、柱塞泵B(5)、柱塞泵C(6)分别将上述溶液打入高温高压反应器(1)，控制反应温度390度、压力25MPa,反应时间2分钟，依次流入冷却器(2)、磁吸器(3)，利用磁吸器吸附收集获得磁性纳米氧化剂催化剂固体颗粒。