[发明专利]一种高均匀性毛细管阵列气体吸附装置

说明书

本发明公开一种高均匀性毛细管阵列气体吸附装置，包括气体室，气体室的底部中心处连通有竖直分布并与外部气路连接的进气管道，气体室的内底部螺纹连接有与进气管道相对应的蝶形塞，进气管道上设有采用VCR垫片中心激光打孔形成微米级别的VCR微孔，气体室的顶部开口处设有毛细管阵列安装槽，并且该毛细管阵列安装槽内竖直安装有封闭于气体室的顶部开口并可将气体室内气流形成高均匀性大面积气流向外输送的毛细管阵列。本发明可以在研究对象表面实现反应气体的高度均匀性吸附，且吸附过程对背底真空的影响可以忽略。同时在运行过程中对温度可以精确自动控制，避免不同反应气体切换时带来的交叉污染及毛细管堵塞问题。

技术领域

本发明涉及超高真空气固相互作用领域，具体涉及一种高均匀性毛细管阵列气体吸附装置。

背景技术

表面化学是研究在固液界面或气固表面发生的物理和化学现象的学科。表面化学主要是在原子尺度对金属、半导体表面成分、表面结构、电子结构及表面吸附、反应进行研究，获得气固/液固表面反应机理。表面化学可以获得表面反应机理及动力学信息，为构建高效催化剂提供指导。绝大多数的化工反应在催化剂表面发生，因此，表面化学对于现代化学工业具有十分重要的作用。

经过多年的高速发展，表面能谱、热脱附谱、电子衍射谱、光谱、电子成像谱等表面分析手段逐步建立起来。其中，热脱附谱是研究表面吸附结构及表面化学反应最直接有效的方法，得到了广泛的应用。在超高真空环境中，精确控制研究气体在固体表面的均匀吸附是该方法的核心技术之一。普通的溢流分子束吸附方式存在吸附量难以控制，吸附不均匀，背底真空破坏等问题，难以获得精确的吸附结构。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种高均匀性毛细管阵列气体吸附装置，用于超高真空环境中表面化学研究，可以在研究对象表面实现反应气体的高度均匀性吸附，且吸附过程对背底真空的影响可以忽略，并且可在固体样品表面均匀地精确吸附特定层数(可小于单分子层)的吸附质分子。此外，本发明在运行过程中对温度可以精确自动控制，避免不同反应气体切换时带来的交叉污染及毛细管堵塞问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种高均匀性毛细管阵列气体吸附装置，包括顶部开口底部封口且呈竖直状态的圆柱形气体室，所述气体室的底部中心处连通有竖直分布并与外部气路连接的进气管道，所述气体室的内底部螺纹连接有与所述进气管道相对应的蝶形塞，所述进气管道上设有采用VCR垫片中心激光打孔形成微米级别的VCR微孔，所述气体室的顶部开口处设有毛细管阵列安装槽，并且该毛细管阵列安装槽内竖直安装有封闭于所述气体室的顶部开口并可将所述气体室内气流形成高均匀性大面积气流向外输送的毛细管阵列。

进一步地，所述进气管道上设有相互配合的VCR公接头和VCR母接头，并且所述VCR公接头和所述VCR母接头相互配合以将所述VCR微孔紧固于所述进气管道上。

进一步地，所述进气管道的自由端设有外接VCR公接头，并且所述进气管道通过所述外接VCR公接头与外部气路连接。

进一步地，所述气体室的上部设有安装螺帽，所述安装螺帽用于将所述毛细管阵列紧密固定于所述气体室的毛细管阵列安装槽内。

进一步地，还包括温控系统，所述温控系统包括加热线圈、热偶探头、热偶线、加热电源线、以及温控仪，所述气体室的底部开设有热偶探头安装孔，所述热偶探头安装于所述热偶探头安装孔内，并且所述热偶探头通过所述热偶线与所述温控仪连接，所述加热线圈均匀固定安装于所述安装螺帽、所述气体室和所述进气管道的外壁上，并且所述加热线圈通过所述加热电源线与所述温控仪连接。

进一步地，所述温控系统还包括设有热偶接线柱和加热线圈接线柱的温控真空电贯通，所述热偶线与所述热偶接线柱的真空侧连接，所述加热电源线与所述加热线圈接线柱的真空侧连接，所述热偶接线柱和所述加热线圈接线柱的大气侧分别与所述温控仪连接。