[实用新型]一种共价有机框架复合膜的制备装置

说明书

本实用新型属于共价有机骨架材料制备装置领域，公开一种共价有机框架复合膜的制备装置，装置包括依次连接的第一储料罐、第二储料罐、第三储料罐、反应釜、收集器、洗涤干燥器，活化釜、PVDP融化釜、中空拉丝磨具和冷却箱；其中，中空拉丝磨具包括进料履带、喷淋口和中空拉丝装置，进料履带一端与进料口，另一端与中空拉丝装置连接，喷淋口设置于进料履带上方且与进料口连通。该装置中两个进料口的进料比例恒定，在正常生产状态下连续稳定运行，氨修饰的共价有机框架溶液通过与PVDP材料根据一定比例混合，在充分接触过程中复合，使反应充分进行，在该装置反应工艺更加均一、充分，操作简单。

技术领域

本实用新型属于共价有机骨架材料制备装置领域，具体涉及一种共价有机框架复合膜的制备装置。

背景技术

共价有机骨架(COFs)是2005年由Omar M.Yaghi等人合成出的一类完全由轻质元素(C、H、O、N、B等)通过共价键的方式连接而成的晶态有机多孔材料。共价有机框架材料以有机小分子为二级构筑单元，通过框架化学理论，以共价键的形式连接而构筑成高分子框架网络。其具有密度小、比表面积大、多孔性、结晶性等特点。此外，还可以通过对有机小分子的结构和功能的设计，实现对共价有机框架材料结构和功能的调控。

此外，薄膜材料可用于分离、光电、传感、能量存储等领域，具有重要应用价值。然而，传统的膜材料主要是聚合物或陶瓷，通常具有较宽的孔径分布，存在分离不精确的问题。线性高分子由于具备较强的柔韧性，且易于成膜，已经被广泛的应用在复合膜材料的制备，例如把高分子与共价有机骨架(COFs) 复合，可以制备较好的混合机制膜材料，且该材料同时具备高分子和COFs的性能，包括较好结晶性、较高的孔隙率、较强的机械加工性。关于其制备工艺，特别是适用于工业化推广的制备工艺流程装置的研究成为了本领域的研究热点。

而目前尚没有出现一种适用于共价有机框架复合膜的规模化生产的装置，该装置一方面需要满足在工业化同时反应合成均匀性，另一方面需要克服工艺流程掺杂比例不易控制的缺陷。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种共价有机框架复合膜的制备装置，用于生成一种COF(共价有机框架)复合的中空结构的膜丝材料。其中，使用该装置工艺流程包括通过合成反应制备出共价有机框架材料，再在该共价有机框架上修饰碱性官能团，并根据反应比例提取一定量的氨修饰的共价有机框架经洗涤后溶解在一定量的溶剂中，将PVDP融化后放入中空拉丝磨具中，在拉丝过程中喷淋氨修饰的共价有机框架溶液，该共价有机框架通过氨性基团负载在PVDP材料表面，再经冷却、洗涤后形成共价有机框架复合膜材料。

为实现上述目的，按照本实用新型，提供一种共价有机框架复合膜的制备装置，所述装置包括依次连接的第一储料罐、第二储料罐、第三储料罐、反应釜、收集器、洗涤干燥器，活化釜、PVDP融化釜、中空拉丝磨具和冷却箱；

其中，所述第一储料罐和第二储料罐底端的进料口与所述反应釜侧壁上的进料口连通，所述第三储料罐与所述反应釜顶端的第二进料口连通，所述进料口设置有喷淋装置，所述反应釜底端的出料口与所述收集器顶端的收集口连通，所述收集器底端的出料口经第一泵与所述洗涤干燥器顶端的进料口连通，所述洗涤干燥器出料口经第二泵与所述活化釜顶端的进料口连通，所述活化釜出料口与所述中空拉丝磨具顶端的进料口连通，所述PVDP融化釜底端的出料口与所述中空拉丝磨具一侧壁端的进料口连通，所述中空拉丝磨具另一侧壁端的出料口与冷却箱出料口通过履带连通。

进一步地，所述中空拉丝磨具包括进料履带、喷淋口和中空拉丝装置，所述进料履带一端与所述中空拉丝磨具一侧壁端的进料口连接，另一端与所述中空拉丝装置连接，所述喷淋口设置于所述进料履带上方且与所述空拉丝磨具顶端的进料口连通。

进一步地，所述中空拉丝磨具包括温度传感器、温度控制装置和显示界面，所述温度传感器设置于所述中空拉丝磨具内腔的侧壁上，且所述温度传感器输出端与所述温度控制装置连接，所述温度控制装置与所述显示界面电连接，所述显示界面设于所述中空拉丝磨具外壁上。