[发明专利]一种纳米催化剂全自动清洗装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种全自动清洗装置，特别涉及一种纳米催化剂全自动清洗装置。

背景技术

近年来，纳米科学与技术的发展已广泛地渗透到催化研究领域，其中最典型的实例就是纳米催化剂的出现及与其相关研究的蓬勃发展。纳米材料催化剂具有独特的晶体结构及表面特性。纳米催化剂具有比表面积大、表面活性高等特点，显示出许多传统催化剂无法比拟的优异特性；此外，纳米催化剂还表现出优良的电催化、磁催化等性能。

纳米催化剂是尺寸在1～100nm之间的颗粒，由于具有良好的催化活性和选择性，受到行业的亲睐。然而纳米催化剂在含有溶剂制备的过程中往往需要加入一定量的表面活性剂维持其纳米尺度，因此如何获得纯度高，表面洁净的纳米催化剂是制备过程中的难题之一。通常实验中采用真空过滤方式清洗纳米催化剂，需要人工进行清洗换水，其过程效率低，耗费时间长，而且清洗的量受到过滤装置本身几何尺寸的影响，单次量在克级以下，不适合规模化制备及实时监控。

现有技术通常使用真空过滤系统，超滤膜大小受到过滤装置中间几何尺寸影响，因而使用面积较小；过滤的量有限；每次清洗完以后人工加水，整个过程需人为监控；随着溶剂的不断减少，催化剂在超滤膜表面堆积，导致纳米催化剂清洗不均匀，并且堵塞超滤膜孔道，越到后面所费的时间越长；清洗过程中凭经验决定是否清洗过程完成，合格率低。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提供一种全自动的、纳米催化剂清洗均匀的、能够批量规模化生产的、便于实时监控检测的纳米催化剂全自动清洗装置。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种纳米催化剂全自动清洗装置，包括：清洗腔、蠕动泵以及至少1个超滤膜组件；所述超滤膜组件固定在所述清洗腔的内部靠近底部的位置，所述清洗腔安装有进水口和放料口，所述进水口设置在所述清洗腔靠上端位置，所述放料口设置在所述清洗腔靠下端位置；所述超滤膜组件包括多个超滤膜单元，所述超滤膜单元为由多个平板超滤膜组成的密封单元；在本技术方案里，所述超滤膜单元为2个平板超滤膜组成的密封单元，所述2个平板超滤膜相互平行，所述蠕动泵的排水口连接所述每个超滤膜单元，所述排水口设置在所述2个平板超滤膜之间，所述平板超滤膜的孔径小于纳米催化剂团簇颗粒大小，通过所述蠕动泵使不含有纳米催化剂的溶剂废液透过所述超滤膜组件从所述排水口流出，达到浓缩纳米催化剂浆料的目的。纳米催化剂浆料中的一些孔径小于所述平板超滤膜的表面活性剂、阴阳离子(如Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Cl^-、Br^-、I^-、SO₄^-、CH₃COO^-等)及其他能溶解在溶剂中的物质可随废液溶剂排出。所述排水口设置有离子浓度检测器，所述离子浓度检测器用于检测废液溶剂内的离子浓度，所述离子浓度检测器可同时监测废液的电导率。

进一步的，所述进水口设有第一控制阀，所述放料口设有第二控制阀，所述清洗腔内安装有水位控制器，所述清洗腔内的液体水位低于设定值后，所述水位控制器控制所述第一控制阀打开，所述进水口往所述清洗腔内注入超纯水至一定的水位高度，然后所述第一控制阀关闭。

进一步的，所述离子浓度检测器检测废液溶剂内的离子浓度低于设定值时，所述水位控制器和所述第一控制阀再循环工作一次后，确保清洗到位，然后所述第二控制阀打开将清洗后的纳米催化剂从所述放料口排出。

进一步的，所述清洗腔的底部安装有曝气管，所述曝气管连接进气口，所述进气口连接外部的气泵。纳米催化剂在过滤清洗过程中由于本身的重量、表面活性剂及离子的不断去除，会发生沉降或者聚集。通过所述进气口进气，所述曝气管在所述清洗腔的底部发出气泡，保持纳米催化剂的分散，纳米催化剂在整个过程中不会发生沉降，而且在新加入超纯水后还起到搅拌分散的作用。