[实用新型]一种基于不同反应条件交替合成金属有机骨架材料的装置

说明书

本实用新型属于金属有机骨架材料制备装置领域，公开一种基于不同反应条件交替合成金属有机骨架材料的装置，装置包括依次连接的金属源储料罐、配体储料罐、超声震荡温控反应釜和洗涤干燥器；金属源储料罐和配体储料罐出料管道分别与第一U型进料漏斗活动连通；洗涤干燥器顶端设置有第二U型进料漏斗，超声震荡温控反应釜出料口与第二U型进料漏斗活动连通；超声震荡温控反应釜包括支撑箱体，支撑箱体内设有反应釜，反应釜内设有超声装置；反应釜两侧设有振荡装置。利用本装置根据设定不同的温度、超声波频率、振荡频率和反应温度来合成形貌不同的金属有机骨架材料，可以有效控制反应条件大大提高工作效率。

技术领域

本实用新型属于金属有机骨架材料制备装置领域，具体涉及一种基于不同反应条件交替合成金属有机骨架材料的装置。

背景技术

金属有机骨架材料(Metal-OrganicFrameworks.MOFs)是由金属和有机配体配位形成、具有无限网络结构的一类材料，其作为一种新型的多孔材料在气体吸附存储、催化、药物载体、有机分子的分离等领域的潜在应用正吸引着各国研究者的兴趣。MOFs不仅具有可调的拓扑结构和孔道，而且具有超大的孔隙率和比表面积。以2MIL-101(Science，2005，30，2040)为例，其比表面高达 4200m/g，孔径在8-30之间，具有较好的二氧化碳和氢气吸附能力，并且由于其独特的孔隙率和孔径大小，可以作为药物的载体(NatureMaterial，2009，172)。 MOFs材料通常是由水热法或溶剂热法合成。至今，用这种方法已经合成了很多种MOFs材料，但是通常得到的是微米级甚至是毫米级的MOFs粉体颗粒。由于纳米级材料通常具有一些独特的性能，在许多领域中具有很好的应用前景，例如催化，纳米复合膜及气体吸附领域等。

近几年，本领域开始开发纳米级或亚纳米级别金属有机骨架材料MOFs的制备方法，这类材料根据振荡、超声和温度调控以及各种反应条件交替等外界因素从而形成形貌不同的结构。而目前尚没有出现一种基于不同反应条件交替合成金属有机框架材料的规模化生产的装置，该装置一方面需要满足在工业化反应控制需求，另一方面需要克服工业化外在变量较多、反应不易控制的缺陷。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供一种基于不同反应条件交替合成金属有机骨架材料的装置，用于根据设定不同的温度、超声波频率、振荡频率和反应温度来合成形貌不同的金属有机骨架材料，其中，本实用新型提供一种超声震荡温控反应釜，该反应釜可以控制反应条件在低温超声和高温振荡交替转换来合成金属有机骨架材料。

为实现上述目的，按照本实用新型，提供一种基于不同反应条件交替合成金属有机骨架材料的装置，所述装置包括依次连接的金属源储料罐、配体储料罐、超声震荡温控反应釜和洗涤干燥器；

其中，所述超声震荡温控反应釜顶端设置有第一U型进料漏斗，所述金属源储料罐和配体储料罐出料管道分别与所述第一U型进料漏斗活动连通，所述金属源溶液和配体溶液在出料管道汇聚并通过第一U型进料漏斗注入超声震荡温控反应釜内；所述洗涤干燥器顶端设置有第二U型进料漏斗，所述超声震荡温控反应釜出料口与所述第二U型进料漏斗活动连通；

其中，所述超声震荡温控反应釜包括支撑箱体，所述支撑箱体内设有反应釜，所述反应釜内设有超声装置；所述反应釜两侧设有振荡装置。

进一步地，所述振荡装置包括第一震荡连杆、第二震荡连杆、弹性装置和电动活塞；

其中，所述第一震荡连杆和第二震荡连杆对称地设置于所述反应釜两侧；所述第一震荡连杆一端和反应釜固定连接，另一端穿过所述支撑箱体的第一侧壁且通过弹性装置与第二侧壁固定；所述第二震荡连杆一端和反应釜固定连接，另一端穿过所述支撑箱体的第一侧壁且与第二侧壁上电动活塞固定连接。

进一步地，所述超声装置包括超声波壁，所述超声波壁对称地设置于所述反应釜两侧内壁中。