用于生产纳米催化剂的搅拌式加热反应设备的制作方法

本实用新型涉及材料技术领域，涉及一种用于生产纳米催化剂的搅拌式加热反应设备。

背景技术：

加热反应是制备纳米阵列催化剂的方法，其原理是将反应基底浸入加热反应溶液中，将其加热至反应温度并保持至反应结束。反应基底与反应溶液充分接触，在加热反应进行过程中，在反应基底表面生成纳米阵列催化剂。

目前，现有技术中，如图1所示，用于生产纳米催化剂的加热反应设备100通常包括一反应槽101、多个反应基底103、一网格支架104、一加热单元105以及置于所述反应槽101内的反应溶液102。制备方法主要是采用将反应溶液和反应基底加热至反应温度并且保温，其主要过程是将多个反应基底103置于网格支架104的网格中，然后将反应基底103浸渍于配置好的反应溶液102中，通过加热而激发反应，最终获得生长于反应基底103表面的纳米阵列催化剂。

但是，由于反应溶液在反应槽中是静止的，随着反应的进行，反应基底表面外表面可以保持与反应溶液的充分接触，而反应基底孔道的内表面则难以持续接触含有溶质的新鲜溶液，进而影响孔道内的反应质量，最终导致纳米阵列催化剂在反应基底上分布不均匀并影响其催化性能。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种用于生产纳米催化剂的搅拌式加热反应设备，可以有效解决上述问题。

本实用新型是这样实现的：

一种用于生产纳米催化剂的搅拌式加热反应设备，其特征在于，包括：

一反应内槽，所述反应内槽用于盛放一反应溶液；

一外槽，所述外槽设置于所述反应内槽外部，用于盛放加热媒介液体；

一加热单元，设置于所述外槽中，用于加热所述加热媒介液体；

一支架，悬空设置于所述反应内槽中，且所述支架成网格状，每一网格区域用于容置一反应基底；

多个磁力搅拌单元，且每一磁力搅拌单元正对一网格区域设置，每一磁力搅拌单元包括一磁力控制器以及一磁力搅拌子，所述磁力控制器设置于所述外槽下方，所述磁力搅拌子设置于所述反应内槽底部，所述磁力搅拌子由所述磁力控制器控制；

一循环系统，与所述外槽相连接，用于控制外槽温度的均匀性；以及

一温度探针，设置于所述反应内槽内，用于探测所述反应溶液温度，并将信号传回至所述加热单元。

作为进一步改进的，所述外槽内壁底部与所述反应内槽外壁底部间距在10mm-50mm之间。

作为进一步改进的，所述网格区域呈正方形，且所述网格区域的边长为70mm-100mm，多个网格区域呈阵列排列。

作为进一步改进的，所述反应内槽的底部进一步设置有多个容置所述磁力搅拌子的凹槽，且每一凹槽对应一网格区域设置。

作为进一步改进的，所述支架与反应内槽底部间距在100mm-250mm之间。

本实用新型的有益效果是：其一，本实用新型采用搅拌式加热反应设备制备纳米阵列催化剂，采用双层加热系统，外槽注入水或油作为加热媒介液体，启动外槽中的加热单元加热，反应内槽内放置反应基底和反应溶液，反应内槽隔离加热单元和反应溶液，防止反应溶液腐蚀加热单元，延长加热单元的使用寿命；其二，反应基底与反应内槽底部保持一定距离，并且通过每个反应基底下方的磁力搅拌子激发局域的反应溶液波动，使得每块反应基底的孔道都能持续接触到新鲜反应溶液，从而保证了催化剂涂层覆载的均匀性和一致性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是现有技术中用于生产纳米催化剂的加热反应设备的结构示意图。

图2是本实用新型实施例提供的用于生产纳米催化剂的搅拌式加热反应设备结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

参照图2所示，本实用新型实施例提供一种用于生产纳米催化剂的搅拌式加热反应设备200。所述用于生产纳米催化剂的搅拌式加热反应设备200包括：

一反应内槽201，所述反应内槽201用于盛放一反应溶液2011；

一外槽202，所述外槽202设置于所述反应内槽201外部，用于盛放加热媒介液体2021；

一加热单元203，设置于所述外槽202中，用于加热所述加热媒介液体2021；

一支架204，悬空设置于所述反应内槽201中，且所述支架204成网格状，每一网格区域用于容置一反应基底2041；

多个磁力搅拌单元205，且每一磁力搅拌单元205正对一网格区域设置，每一磁力搅拌单元205包括一磁力控制器2052以及一磁力搅拌子2051，所述磁力控制器2052设置于所述外槽202下方，所述磁力搅拌子2051设置于所述反应内槽201底部，所述磁力搅拌子2051由所述磁力控制器2052控制；

一循环系统(图未示)，与所述外槽202相连接，用于控制外槽202温度的均匀性；以及

一温度探针206，设置于所述反应内槽201内，用于探测所述反应溶液2011温度，并将信号传回至所述加热单元203。

具体地，所述反应内槽201内的反应溶液2011。

所述外槽202可以设置于所述反应内槽201的外部。当所述外槽202盛放的加热媒介液体2021围绕所述反应内槽201设置时，所述反应内槽201均匀受热。

所述加热单元203设置于所述外槽202中，当所述加热单元203设置于所述外槽202中时，所述加热单元203可以围绕所述外槽202的内部设置，这样可以均匀加热所述外槽202中的加热媒介液体2021。

所述支架204悬空设置于所述反应内槽201中，当所述支架204悬空设置于所述反应内槽201中，且所述支架204成网格状时，每一网格区域用于容置一反应基底2041。所述反应基底2041的材质不限，具体地，可以为铝箔纸、炭泡沫、铜泡沫、镍泡沫等。所述反应基底2041的长度和宽度，可以根据所述支架204的网格大小选择，使所述反应基底2041可以容置于所述支架204中。

所述多个磁力搅拌单元205，且每一磁力搅拌单元205正对一网格区域设置，每一磁力搅拌单元205包括一磁力控制器2052以及一磁力搅拌子2051，所述磁力控制器2052设置于所述外槽202下方，所述磁力搅拌子2051设置于所述反应内槽201底部，所述磁力搅拌子2051正对于所述磁力控制器2052，且由所述磁力搅拌器2052控制。所述磁力搅拌子2051的长度和宽度，可以根据所述支架204的网格大小选择，使多个所述磁力搅拌子2051可以不产生干涉。所述磁力搅拌子2051的高度，可以根据所述支架204和所述反应内槽201之间距离大小选择，使所述磁力搅拌子2051不会与所述支架204产生干涉。所述磁力控制器2052的长度和宽度，可以根据所述支架204的网格大小选择，使多个所述磁力控制器2052不产生干涉。所述磁力搅拌子2051的转速在200转/分钟-500转/分钟之间。优选的，所述磁力搅拌子2051的转速在280转/分钟-420转/分钟之间。本实施例中，所述磁力搅拌子2051的转速约为345转/分钟。优化所述磁力搅拌子2051的转速的设置，确保最佳转速激发反应基底2041下方的反应溶液2011的局域波动，从而使反应基底2041的孔道内部时刻接触到最多的新鲜反应溶液2011。

所述循环系统(图未示)，与所述外槽202相连接，在所述外槽202中注入水或者油等液体作为媒介，保证加热效率，控制外槽202中的加热液体温度的均匀性。

所述温度探针206，设置于所述反应内槽201内，所述外槽202将热量传导给反应内槽201的反应溶液2011，利用所述温度探针201探测所述反应溶液2011温度，并将信号传回至所述加热单元203。

进一步地，所述用于生产纳米催化剂的搅拌式加热反应设备200可以包括，所述外槽202内壁底部与所述反应内槽201外壁底部间距在10mm-50mm之间。优选地，所述外槽202内壁底部与所述反应内槽201外壁底部间距在18mm-45mm之间。本实施例中，所述外槽202内壁底部与所述反应内槽201外壁底部间距约为32mm。优化所述外槽202内壁底部于所述反应内槽201外壁底部间距的设置，确保所述磁力控制器2052对所述磁力搅拌子2051产生最佳的磁力效果。

进一步地，所述用于生产纳米催化剂的搅拌式加热反应设备200可以包括，所述支架204的网格区域呈正方形，且所述网格区域的边长为70mm-100mm。优选地，所述网格区域的边长为75mm-96mm。本实施例中，所述网格区域的边长约为86mm。多个网格区域呈阵列排列，优化所述网格区域的边长的设置，确保每个网格区域可以容置所述反应基底2041，且确保每个反应基底2041正下方的所述磁力搅拌单元205之间不会因磁场作用而相互影响。

进一步地，所述用于生产纳米催化剂的搅拌式加热反应设备200可以包括，所述反应内槽201的底部进一步设置有多个容置所述磁力搅拌子2051的凹槽，且每一凹槽对应一网格区域设置，确保每个所述磁力搅拌子2051之间不会因磁场作用而相互影响。

进一步地，所述用于生产纳米催化剂的搅拌式加热反应设备200可以包括，所述支架204与反应内槽201底部间距在100mm-250mm之间。优选地，所述支架204与反应内槽201底部间距在130mm-230mm之间。本实施例中，所述支架204与反应内槽201底部间距约为190mm。优化所述支架204与反应内槽201底部间距的设置，确保每个反应基底2041的底部孔道内都能持续接触到新鲜反应溶液。

本实用新型第一实施例进一步包括一种用于生产纳米催化剂的搅拌式加热反应设备200生产纳米催化剂阵列的方法，其包括以下步骤：

步骤一，往所述反应内槽201加入所述反应溶液2011，把装有所述反应基底2041的所述支架204放置到所述反应内槽201里；

步骤二，往所述外槽202加热所述加热媒介液体2021，启动所述加热单元203，启动所述温度探针206；

步骤三，启动所述磁力搅拌单元205。

以下将详细说明步骤一至步骤三。

步骤一，往所述反应内槽201加入所述反应溶液2011，把装有所述反应基底2041的所述支架204放置到所述反应内槽201里。

通过往所述反应内槽201加入所述反应溶液2011，把装有所述反应基底2041的所述支架204放置到所述反应内槽201里，使所述反应溶液2011淹没所述反应基底2041，并接着进行下一步的操作。

步骤二，往所述外槽202加热所述加热媒介液体2021，启动所述加热单元203，启动所述温度探针206，启动所述循环系统。

往所述外槽202加热所述加热媒介液体2021，使所述反应内槽201至少有80％的体积沉浸在所述加热媒介液体2021中，启动所述加热单元203对所述加热媒介液体2021进行加热。启动所述温度探针206探测所述反应内槽201中的所述反应溶液2011的温度，所述温度探针206根据探测到的信号传回给加热单元203。启动所述循环系统，以保证所述外槽202内的所述加热媒介液体2021的温度的均匀性。

步骤三，启动所述磁力搅拌单元205。

启动所述磁力搅拌单元205，通过所述磁力控制器2052对所述磁力搅拌子2051的控制，使所述磁力搅拌子2051搅拌所述反应内槽201中的所述反应溶液2011，激发所述反应基底2041下方的所述反应溶液2011产生局域波动，从而使所述反应基底2041的孔道内部可以时刻接触到反应所必须的所述反应溶液2011，保证催化剂涂层覆载的均匀性和一致性。

本实用新型采用磁力搅拌式，使反应基底的各个部分持续且充分的接触到反应溶液，同时，浴槽采用双层加热方式，使反应溶液一直保持恒温状态，有利于纳米阵列催化剂在反应基底上产生高效率的生长。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。