[实用新型]一种节能高效制备多孔材料的装置

说明书

本实用新型公开一种节能高效制备多孔材料的装置，包括依次通过管道连接的储料容器、喷雾混合反应器、干燥箱和气氛烧结炉，所述喷雾混合反应器至少有两个进料口和一个出料口，所述喷雾混合反应器设有喷雾模块和储液模块，所述喷雾模块设有喷枪。本实用新型还公开了采用该装置制备多孔材料的方法，整个制备工艺流程简单、节能高效、可控性强，而且对不同材料的制备具有良好的适用性，在喷雾混合反应器中就可以完成喷雾、混合、过滤、洗涤和反应等过程，不仅能制备形貌尺寸可控的材料，也使制备工艺更加连续性，材料更加具有均一性和稳定性，更容易实现工业化放大生产。

技术领域

本实用新型涉及材料技术领域，特别涉及一种节能高效制备多孔材料的装置。

背景技术

由于气候的变化和石油的同益缩减，要求社会转向可持续和可再生资源的开发和利用。多孔材料是一类由相互贯通或封闭的孔洞构成网络结构的材料，相对于一般材料具有较高的比表面积，该性能使得其不仅能够作为分离介质、催化剂负载，细胞骨架等，还被广泛地应用于各类能量储存装置。丰富且优良的多孔结构，大大提高了材料的综合性能，对新能源领域的发展具有重要的意义。

目前制备多孔材料的主要方法有：水热合成法、起泡法、溶胶凝胶法、沉淀法和前驱体裂解法等。水热合成法虽属于液相反应，但主要针对过渡金属且只限于少量粉体的制备，对于工业化生产，尤其是大型的耐高温高压的反应器设计制造的难度较大。起泡法的关键是对气泡的控制，多孔材料的孔隙率、孔径、比表面积分别受气泡的大小、发泡浆料的稳定性和起泡剂的种类的影响。溶胶-凝胶法合成周期较长，而且在干燥时存在的应力使材料收缩，因此溶胶- 凝胶法制备的多孔材料的比表面积都不大。沉淀法制备多孔材料虽然已经投入工业生产，但通常需要精准控制原料配比和较长的反应时间，对装置的要求比较严格，能耗较大。前驱体裂解法主要针对陶瓷材料，使用范围单一，且原料很难充分混合，煅烧的时间和温度很高，能耗大，且制备的多孔材料孔径分布不均匀。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于：针对现有技术的不足，一种节能高效制备多孔材料的装置，其能够增强多孔材料制备的可控性，工艺流程简单，缩短制备周期，减少能耗，可实现批量连续生产，适用于工业制备多孔材料的实际应用。此外，本实用新型具有较好的适用性，通过改变不同原料，可获得不同类型的多孔材料，以满足不同的应用需求。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种节能高效制备多孔材料的装置，包括依次通过管道连接的储料容器、喷雾混合反应器、干燥箱和气氛烧结炉，所述喷雾混合反应器至少有两个进料口和一个出料口，所述喷雾混合反应器设有喷雾模块和储液模块，所述喷雾模块设有喷枪，所述喷枪与所述储液模块的液面夹角成30～90°。

作为本实用新型节能高效制备多孔材料的装置的一种改进，每个所述进料口的均通过高精度的恒流泵连接储料容器。

作为本实用新型节能高效制备多孔材料的装置的一种改进，所述储液模块中设有储液搅拌器，当喷雾工作时，通过搅拌作用将所述喷枪喷出的小液滴迅速带入储液模块的液体中，防止其在液面表层进行聚集，为产物提供更均一的生长环境，大大提高了产物微观形貌和粒径尺寸的一致性。

作为本实用新型节能高效制备多孔材料的装置的一种改进，所述进料口至少有一个喷雾进料口和一个储液进料口。

作为本实用新型节能高效制备多孔材料的装置的一种改进，所述喷雾混合反应器底部设有过滤模块，所述过滤模块包括过滤控制器和过滤板，开启过滤控制器后，所述储液模块的产物流经过滤板进行过滤处理，滤液从出料口流出，若进一步通过储液进料口加入其他物质，便可对产物进行进一步的洗涤、混合或反应等，实现喷雾、过滤、洗涤、混合或反应等工艺的连续性，减少能耗，可控性强，可以制备出一致性和稳定性好的产品，也更容易实现工业化放大生产。通过简单地拆卸过滤板，过滤洗涤后的产物便可直接转移到干燥箱中进行烘干，可以大大提高制备效率。