一种基于水热合成法制备材料的装置的制作方法

本实用新型涉及材料制备领域，特别涉及一种基于水热合成法制备材料的装置。

背景技术：

水热合成是指温度为100~1000℃、压力为1MPa~1GPa条件下利用水溶液中物质的化学反应所进行的材料合成，由于所得产物纯度高，分散性好、粒度易控制，常被用于制备新的化合物或新的材料。

目前，由于水热合成的过程耗时较长，为了得到特定的反应物质，并保证材料的完全利用，常需要进行多次水热合成和过滤操作，将经过水热合成生成的成品从溶液中分离，再将剩余溶液继续投入反应，使得到纯度较高的成品，且将进行反应的物质充分利用。例如，利用粉煤灰制备沸石，常需要将粉煤灰与碱溶液混合后进行一次反应，制得含一定百分比的硅铝溶液，调整溶液的硅铝百分比后，再次进行水热合成，制得沸石。

由于在反应过程中，需要进行多次水热合成和过滤操作，又没有专用于水热合成和过滤一体的装置，水热合成和过滤在不同的容器中进行，需要将进行反应的物质进行多次转移，在转移过程中，由于合成的成品直接与空气接触，会与空气中物质进行反应，影响最终制得的材料的品质，且多次转移进行反应的物质，制备过程较麻烦。

综上所述，目前亟需要一种技术方案，解决现有基于水热合成法制备材料的过程中，没有专用制备工具，使制备过程较麻烦，且影响制得材料的品质的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：针对现有基于水热合成法制备材料的过程中，没有专用制备工具，使制备过程较麻烦，且影响制得材料的品质的技术问题，提供了一种基于水热合成法制备材料的装置。

为了实现上述目的，本申请采用的技术方案为：

一种基于水热合成法制备材料的装置，包括反应容器、过滤装置和集液装置，所述反应容器内设置有用于盛装反应物质的腔体，所述反应容器与过滤装置可分离的连接，所述集液装置与所述过滤装置可分离的连接，集液装置内设置有收集室，当所述反应容器、过滤装置和集液装置依次连接时，所述腔体与所述收集室通过所述过滤装置连通。

本申请的基于水热合成法制备材料的装置，通过设置可分离的连接的反应容器和过滤装置，在反应容器的腔体中盛装进行反应的物质，反应容器可整体单独放置于水热合成的试验环境下，水热合成结束后的反应容器可较容易的与过滤装置连接，并通过过滤装置实现过滤，操作过程较简单，且由于过滤装置与集液装置可分离的连接，经过过滤装置过滤的液体直接进入集液装置的收集室中，使得水热合成过程和过滤过程中，腔体中进行反应的物质均不会与外界环境接触，使水热合成的材料的品质较好。

作为本申请的优选方案，所述过滤装置包括漏斗和用于封闭所述漏斗的顶部开口的连接块，所述连接块一端与所述漏斗可分离的连接，另一端与反应容器可分离的连接，所述漏斗内可分离的设置有至少一张滤纸。通过设置连接块封闭漏斗的顶部开口，使的在过滤过程中，被过滤的物质不会与外界环境接触，进一步保证水热合成制得的材料的品质较好，且连接块较方便的实现了反应容器和漏斗之间的连接，使本申请的装置的结构较简单，操作较方便，同时，通过在漏斗内设置滤纸，使经过漏斗后的液体中不再存在固体杂质，进一步保证最终制得的材料的纯度等品质。

作为本申请的优选方案，所述连接块内设置有至少一条用于输送反应物质的通道，所述通道同时贯穿连接块的顶部和底部，当反应容器与所述连接块连接时，所述腔体与所述通道连通。通过在连接块内设置通道，使反应容器与连接块连接时，反应容器的腔体与漏斗内部空间连通，较方便的实现反应容器与过滤装置的连接，同时，在过滤过程中，反应容器中进行反应的物质通过通道直接进入漏斗内，不易与外界环境中物质发生反应，进一步保证水热合成制备的材料的品质。

作为本申请的优选方案，所述通道的出口设置于连接块底部边缘。由于通道的出口设置在连接块底部边缘，使通道的出口靠近漏斗的内壁，保证被过滤的物质在漏斗内得到充分的分离，避免由于进行反应的物质下落过程中对漏斗产生冲击，影响过滤效果。

作为本申请的优选方案，所述集液装置与所述漏斗可分离的连接，所述漏斗与所述集液装置连接时，所述腔体、通道、收集室依次连通。由于集液装置与漏斗可分离的连接，当集液装置与漏斗连接时，腔体中进行反应的物质通过连接块的通道进入漏斗内部空间，经过过滤后的液体直接进入收集室内，不与外界环境接触，有利于过滤后的液体的循环使用，进一步保证水热合成的材料的品质。

作为本申请的优选方案，还包括取液装置，所述取液装置顶部设置于收集室外，底部设置于收集室内，所述取液装置与集液装置可分离的连接。通过取液装置可较方便的提取集液装置中经过过滤的液体，用于检测过滤后的液体是否符合试验要求，有利于液体的循环使用。

作为本申请的优选方案，还包括封堵阀门，当所述反应容器与过滤装置分离时，所述封堵阀门与反应容器可拆卸的连接，所述封堵阀门用于封闭所述腔体的开口。通过设置单独的封堵阀门封闭反应容器中腔体的开口，使反应容器的腔体可处于封闭状态，避免反应容器中进行反应的物质与外界环境接触，进一步保证水热合成的材料的品质。

作为本申请的优选方案，所述封堵阀门上设置有可关闭的通气口。通过设置在封堵阀门上可关闭的通气口，当反应容器放置于水热合成的环境下时，打开通气口，保证反应容器在温度较高的水热合成的环境下正常工作，不会由于内部压力增高而爆裂。

作为本申请的优选方案，所述反应容器、集液装置和封堵阀门均由玻璃制得。由玻璃制得的反应容器、集液装置和封堵阀门可较方便的观测到内部进行反应的物质的反应情况，使制备过程可视化，保证制备过程的顺利进行。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本申请的有益效果是：

1、设置可分离的连接的反应容器和过滤装置，在反应容器的腔体中盛装进行反应的物质，反应容器可整体单独放置于水热合成的试验环境下，水热合成结束后的反应容器可较容易的与过滤装置连接，并通过过滤装置实现过滤，操作过程较简单；

2、由于过滤装置与集液装置可分离的连接，经过过滤装置过滤的液体直接进入集液装置的收集室中，使得水热合成过程和过滤过程中，腔体中进行反应的物质均不会与外界环境接触，使水热合成的材料的品质较好。

附图说明

图1是本申请的一种基于水热合成法制备材料的装置的结构示意图；

图2是连接有封堵阀门的反应容器的结构示意图。

附图标记

1-反应容器，11-腔体，2-连接块，21-通道，3-漏斗，4-滤纸，5-过滤装置，6-集液装置，61-收集室，7-取液装置，8-封堵阀门，81-通气口。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如附图1和附图2，一种基于水热合成法制备材料的装置，包括反应容器1、过滤装置5和集液装置6，所述反应容器1内设置有用于盛装反应物质的腔体11，所述反应容器1与过滤装置5可分离的连接，所述集液装置6与所述过滤装置5可分离的连接，集液装置6内设置有收集室61，当所述反应容器1、过滤装置5和集液装置6依次连接时，所述腔体11与所述收集室61通过所述过滤装置5连通。

本申请的基于水热合成法制备材料的装置，通过设置可分离的连接的反应容器1和过滤装置5，在反应容器1的腔体11中盛装进行反应的物质，反应容器1可整体单独放置于水热合成的试验环境下，水热合成结束后的反应容器1可较容易的与过滤装置5连接，并通过过滤装置5实现过滤，操作过程较简单，且由于过滤装置5与集液装置6可分离的连接，经过过滤装置5过滤的液体直接进入集液装置6的收集室61中，使得水热合成过程和过滤过程中，腔体11中进行反应的物质均不会与外界环境接触，使水热合成的材料的品质较好。

作为优选，所述过滤装置5包括漏斗3和用于封闭所述漏斗3的顶部开口的连接块2，所述连接块2一端与所述漏斗3可分离的连接，另一端与反应容器1可分离的连接，所述漏斗3内可分离的设置有至少一张滤纸4，所述连接块2内设置有至少一条用于输送反应物质的通道21，所述通道21同时贯穿连接块2的顶部和底部，当反应容器1与所述连接块2连接时，所述腔体11与所述通道21连通。通过设置连接块2封闭漏斗3的顶部开口，使的在过滤过程中，被过滤的物质不会与外界环境接触，同时，在连接块2内设置通道3，使反应容器1与连接块2连接时，反应容器1的腔体11与漏斗3内部空间连通，较方便的实现反应容器1与过滤装置5的连接，使在过滤过程中，反应容器1中进行反应的物质通过通道21直接进入漏斗3内，不易与外界环境中物质发生反应，保证水热合成制得的材料的品质较好，且连接块较方便的实现了反应容器1和漏斗3之间的连接，使本申请的装置的结构较简单，操作较方便。

作为优选，所述通道21的出口设置于连接块2底部边缘。由于通道21的出口设置在连接块2底部边缘，使通道21的出口靠近漏斗3的内壁，保证被过滤的物质在漏斗3内得到充分的分离，避免由于进行反应的物质下落过程中对漏斗3产生冲击，影响过滤效果。

作为优选，所述集液装置6与所述漏斗3可分离的连接，所述漏斗3与所述集液装置6连接时，所述腔体11、通道21、收集室61依次连通。由于集液装置6与漏斗3可分离的连接，当集液装置6与漏斗3连接时，腔体11中进行反应的物质通过连接块2的通道21进入漏斗3内部空间，经过过滤后的液体直接进入收集室61内，不与外界环境接触，有利于过滤后的液体的循环使用，进一步保证水热合成的材料的品质。

作为优选，还包括取液装置7，所述取液装置7顶部设置于收集室61外，底部设置于收集室61内，所述取液装置7与集液装置6可分离的连接。通过取液装置7可较方便的提取收集室61内经过过滤的液体，用于检测过滤后的液体是否符合试验要求，有利于液体的循环使用。

作为优选，还包括封堵阀门8，当所述反应容器1与过滤装置5分离时，所述封堵阀门8与反应容器1可拆卸的连接，所述封堵阀门8用于封闭所述腔体11的开口，所述封堵阀门8上设置有可关闭的通气口81。通过设置单独的封堵阀门8封闭反应容器1中腔体11的开口，使反应容器1的腔体11可处于封闭状态，避免反应容器1中进行反应的物质与外界环境接触，进一步保证水热合成的材料的品质，同时，通过设置在封堵阀门8上可关闭的通气口81，使得当反应容器1放置于水热合成的环境下时，避免由于反应容器1在温度较高的水热合成的环境下工作，而导致的反应容器1内部压力增高而爆裂。

作为优选，所述反应容器1、集液装置6和封堵阀门8均由玻璃制得。由玻璃制得的反应容器1、集液装置6和封堵阀门8可较方便的观测到内部进行反应的物质的反应情况，使制备过程可视化，保证制备过程的顺利进行。

本申请的装置使用时，将进行反应的材料加入反应容器1的腔体11内，通过封堵阀门8封闭所述腔体11的开口，打开封堵阀门8上的通气口81，将反应容器1整体放置于水热合成的试验环境中，水热合成设定时间后，取下封堵阀门8，利用连接块2连接反应容器1和设置有滤纸4的漏斗3，将连接后的反应容器1和过滤装置5整体放置于集液装置6上，使腔体11、漏斗3内部空间和收集室61连通，使腔体11中的混合反应物经过滤纸4后过滤，由收集室61收集过滤后的液体，通过取液装置7提取收集室61内液体，并进行检测，若符合试验要求，过滤后的液体可循环使用，若不符合试验要求，可通过取液装置7在收集室61内加入调整液体性质的外加剂，使收集室61内液体性质符合试验要求。

例如两步法制备沸石，由粉煤灰和氢氧化钠组成的试验原料加入腔体11后进行一次水热合成，经过滤后得到含有硅铝元素的液体，通过取液装置7提取检测后，若不符合试验要求，可加入钠铝盐进行调整硅铝含量，再将液体进行二次水热合成，形成沸石，由于在制取过程中，溶液未与外界环境接触，且一次水热合成并过滤时清除了杂质，使得制得的沸石品质较好，纯度较高，制取过程也较方便。

以上实施例仅用以说明本实用新型而并非限制本实用新型所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的实施例对本实用新型已进行了详细的说明，但本实用新型不局限于上述具体实施方式，因此任何对本实用新型进行修改或等同替换，而一切不脱离实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。