[发明专利]一种快速溶剂置换装置

说明书

本发明提供了一种快速溶剂置换装置，其包括溶剂池、输送机构和超声波振动发生器；所述溶剂池内盛装有置换溶剂；所述输送机构用于输送湿凝胶毡通过所述溶剂池内的置换溶剂；超声波振动发生器产生的超声波作用在置换溶剂分子和湿凝胶毡内的水分子上，用于加快溶剂置换速度。本发明结构简单，超声波振动发生器所产生的超声波直接作用在置换溶剂分子，以及通过置换溶剂作用到湿凝胶毡内的水分子上，大大提高了两种分子的活跃程度，由此置换速度大大提升。

技术领域

本发明涉及气凝胶毡的制备方法，其是涉及一种气凝胶毡制备过程中的快速溶剂置换装置。

背景技术

气凝胶是一种孔洞率可高达80～99.8％的纳米多孔材料，其比表面积可达到200～1000m2/g，气凝胶的密度极低，是目前世界上最轻的固体，此外，气凝胶还具有低热导率，高孔隙率、高光透过性、低介电常数、低折射率等优点。

气凝胶毡则是通过将纤维毡浸渍气凝胶液获得的。在制备过程中，浸渍了凝胶的纤维毡在室温或加热条件下进行老化处理，后需要置于无水乙醇等溶剂中进行多次溶剂置换，除去纤维毡-凝胶复合体(或称湿凝胶毡)中多余的水分。

而现有的溶剂置换过程需要多个周期，工序繁琐，时间长，置换效率低下，由此也导致生产成本高居不下。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快速溶剂置换装置，以解决现有技术中存在的工序繁琐，时间长，置换效率低下的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种快速溶剂置换装置，包括：溶剂池、输送机构和超声波振动发生器；

所述溶剂池内盛装有置换溶剂；

所述输送机构用于输送湿凝胶毡通过所述溶剂池内的置换溶剂；

所述超声波振动发生器产生的超声波作用在置换溶剂分子和湿凝胶毡内的水分子上，用于加快溶剂置换速度。

本发明结构简单，超声波振动发生器所产生的超声波直接作用在置换溶剂分子，以及通过置换溶剂作用到湿凝胶毡内的水分子上，大大提高了两种分子的活跃程度，由此置换速度大大提升。

另外，溶剂池的长度可以根据溶剂置换的需要延长，湿凝胶毡从溶剂池的一端被输入置换溶剂内，湿凝胶毡在置换溶剂中行走的过程中不断进行溶剂处理，湿凝胶毡在溶剂池的另一端输出、脱离置换溶剂时，即可一次性完成全部的溶剂置换工作，效率大大提高；相对现有的溶剂置换技术，本申请的溶剂置换时间能够节省70～80％。

进一步地，所述超声波振动发生器包括超声波发射头(又称振子)；所述溶剂池内设置有用于溶剂置换的置换区，多个所述超声波发射头布设在所述溶剂池置换区的底部。

进一步地，在所述湿凝胶毡的输送方向上，所述溶剂池置换区内布设超声波强度逐渐降低。

其中，优选地，在所述湿凝胶毡的输送方向上，所述溶剂池置换区内布设超声波强度呈线性逐渐降低(即单调下降方式排布)。

优选地，在所述湿凝胶毡的输送方向上，所述溶剂池置换区内所述超声波发射头布设密度逐渐降低。

进一步地，假设所述发射头在所述置换区内的分布函数为f(y)；其中湿凝胶毡进入熔剂池置换区的起点为原点，y为熔剂池内某点与原点的水平距离值(即水平坐标值)；f(y)为y点处发射头的分布密度(即单位长度上发射头的分布数量)；则f(y)优选地为单调下降的线性函数、指数函数或幂函数。

相对于发射头均匀分布方式，单调下降的分布方式可使得湿凝胶进入置换区后，有足够的振子进行置换，而单调下降的分布方式所需要的发射头数量较少，置换效率更高。