一种纳米银线连续流制备装置的制作方法

1.本实用新型涉及纳米银线制备设备技术领域，更具体地说，尤其涉及一种纳米银线连续流制备装置。


背景技术：

2.纳米银线属于一维纳米材料，具有良好的力学特性、电学特性、光学特性、磁学特性、热学特性和催化特性等，广泛应用于微电子、冶金、电子、国防、催化和生物工程等多个领域。
3.目前，纳米银线的制备方法有很多，常见的有模版法、光还原法、晶种法、水热法、微波法、多元醇法等，其中，多数需要对反应物进行加热，以硝酸银被醇类还原反应制备纳米银线为例，需要使用水浴或其他加热方式对硝酸银的混合液进行加热还原，以获得纳米银线。
4.现有技术中，纳米银线生产的专用设备较少，对混合液的加热，常采用电加热或水浴加热等釜式反应装置制备，这样的生产方式受限于装置本身的结构，加热介质在装置中不能流动，无法实现对混合液的均匀加热，存在产品产量低、各批次反应误差大等缺陷，也无法实现连续大批量纳米银线的生产。
5.同时，由于纳米银线的形成对温度极其敏感，混合液受热不均，在温度过低时，银离子无法被迅速还原为银原子并“嫁接”到银线最前端；在当温度过高时，过剩还原出的银原子容易互相聚集形成银纳米颗粒，严重影响纳米银线生产的质量。


技术实现要素：

6.基于上述问题，急需一种加热方式均匀的纳米银线连续流制备装置，以提升纳米银线产品的产率。
7.本实用新型的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
8.为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种纳米银线连续流制备装置，包括：
9.设置在机架上的注射泵、加热温控装置和反应器，所述注射泵输入端连有加料器，所述反应器输出端连接有收集罐；
10.所述反应器包括加热主板，所述加热主板内部设有与所述注射泵输出端连接的加热管和与加热温控装置连通的反应腔，所述加热管设置在所述反应腔的内部。
11.优选的是，其中，所述反应器，还包括：
12.加热介质进口和加热介质出口，其分别设置在所述加热主体两端并与所述加热腔连通，所述加热介质进口和加热介质出口分别通过介质软管连通所述加热温控装置的输出端和输入端；
13.混合液进口和混合液出口，其分别设置在所述加热主体两端并与所述加热管连
通，其中，所述混合液进口与所述加热介质出口同侧，所述混合液出料口与所述加热介质进口同侧，所述混合液进口通过进料软管连接注射泵，所述混合液出口通过出料软管连接出收集罐。
14.优选的是，其中，所述加热主板包括：
15.下端板，其上表面设置有与所述加热管形状配合的凹槽；
16.密封层，其可拆卸连接在所述下端板的上端，所述凹槽与密封层的下表面构成所述反应腔；
17.上端板，其设置在所密封层上端，所述上端板与下端板通过螺栓连接压实，所述上端板和密封层上相对应位置均开设有与反应腔连接的竖直通孔，所述竖直通孔分别与所述加热介质出口和加热介质进口连通。
18.优选的是，其中，所述加热管由多段u形的加热单元组成，各所述加热单元包括直线管道段和弯曲管道段，各所述弯曲管道段的外侧套接有与弯曲管道配合的铜凹槽，所述铜凹槽卡设在所述反应腔的底端。
19.优选的是，其中，所述加热管为ptfe伺服软管。
20.本实用新型至少包括以下有益效果：
21.一、本实用新型装置，能对纳米银线生产过程中的混合液连续均匀加热，其中，高温的加热介质从加热温控装置中进入反应器的反应腔中，高温的加热在反应腔中流动对加热管进行加热，低温的混合液从注射泵进入加热管，低温的混合液在加热管中的流动方向流动与高温加热介质在反应腔中流动方向相反，实现对加热管内流动混合液的恒温加热的过程。
22.二、将纳米银线的形成与连续流工序结合，利用注射泵控制混合液的流量，控制反应的时间和温度梯度；利用加热温控装置控制加热介质的温度，保证加热介质的温度梯度，实现对混合液温度的精确调整，适用于连续大批量纳米银线的生产。
23.本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解
附图说明
24.图1为本实用新型示意图；
25.图2为本实用新型提供的反应器结构示意图；
26.图3为本实用新型提供的反应器正视图；
27.图4为本实用新型提供的反应器左视图；
28.图5为本实用新型提供的反应器内部结构图；
29.图6为图3中a处剖视图；
30.图7为图4中b处剖视图；
31.图8为图7中c处放大图；
32.图9为本实用新型提供的加热管结构示意图；
33.图10为本实用新型提供的加热管在凹槽放置状态示意图。
具体实施方式
34.下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
35.应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
36.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，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。
37.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
38.此外，在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
39.下面结合附图对本实验新型做详细描述：
40.图1-10示出了本实验新型实施例提供了一种纳米银线连续流制备装置，包括：
41.设置在机架4上的注射泵1、加热温控装置2和反应器3，所述注射泵1输入端连有加料器，所述反应器3输出端连接有收集罐；
42.所述反应器3包括加热主板301，所述加热主板301内部设有与所述注射泵输出端连接的加热管302和与加热温控装置连通的反应腔303，所述加热管302设置在所述反应腔303的内部。
43.工作原理：
44.本实用新型提供的纳米银线连续流制备装置，用于对在制备纳米银线过程中的混合液(所述混合液为纳米银线反应液体以硝酸银、氯化钠、甘油、pvp混合液为例)进行加热，通过加热温控装置2设定加热的温度、加热介质(所述加热介质以硅油为例)的泵速，高温的加热介质从加热温控装2置中进入反应器3的反应腔303中，释放热量对加热管302进行加热，等待中加热管302的温度稳定，通过注射泵1设定混合液流量，开始运行注射1泵，加料器中低温的混合液由注射泵1进入加热管302，低温的混合液在加热管302吸收热量升温，此时，混合液在加热管302中的流动方向与高温的加热介质在反应腔303中流动方向相反，从而保证混合液在加热管中的恒温受热，并通过注射泵控制混合液在加热腔中流速，实现对混合液温度的精确调整，反应完成的混合液排入收集罐中。采用这个方式，将纳米银线的形成与连续流工序结合，实现纳米银线连续流大批量生产。
45.另一实施例中，所述反应器3，还包括：
46.加热介质进口304和加热介质出口305，其分别设置在所述加热主板301两端并与所述反应腔303连通，所述加热介质进口304和加热介质出口305分别通过介质软管连通所述加热温控装置2的输出端和输入端；
47.混合液进口306和混合液出口307，其分别设置在所述加热主板301两端并与所述加热管302连通，其中，所述混合液进口306与所述加热介质出口305同侧，所述混合液出料口307与所述加热介质进口304同侧，所述混合液进口通过进料软管连接注射泵，所述混合液出口通过出料软管连接出收集罐。
48.工作原理：
49.目标温度的高温加热介质从加热介质进口304通入反应腔303中，对加热管302进行加热，最后低温的加热介质从加热介质出口305流出，回到加热温控装置2中；待加热管302被加热至目标温度，注射泵1将混合液从混合液进口306通入反应器的加热管302中，此时，由于混合液进口306与加热介质出口305同侧，混合液出料口307与所述加热介质进口304同侧，使得在反应腔中的混合液和加热管中的加热介质流向相反，保证混合液从混合液进口306到混合液出口307的恒温受热过程。
50.上述技术方案中，所述加热主板301包括：
51.下端板3011，其上表面设置有与所述加热管形状配合的凹槽3031；
52.密封层3012，其可拆卸连接在所述下端板3011的上表面，所述凹槽3031与密封层3012的下表面构成所述反应腔；
53.上端板3013，其设置在所密封层3012的上端，所述上端板3013与下端板3011通过螺栓连接压实，所述上端板和密封层上相对应位置均开设有与反应腔连接的竖直通孔，所述竖直通孔分别与所述加热介质出口和加热介质进口连通。其中，所述反应腔303和加热管302均呈波浪形设置，提高空间利用率，增加混合液在反应器3中受热时间，保证加热的效率和质量；加热主板301由上、下端板拼合组成，采用这种结构反应器的可拆卸性较强，便于对反应调整和维护。
54.上述技术方案中，所述加热管302由多段u形的加热单元组成，各所述加热单元包括直线管道段3021和弯曲管道段3022，各所述弯曲管道段的外侧套接有与弯曲管道配合的铜铝制凹槽3023，所述铜凹槽卡设在所述反应腔303的底端。如图9、10所示，采用这个结构，在直线管道段反应腔303内的加热介质能够均匀填充直线管道段的周测，实现对直线管道段3021径向的均匀加热。同时，铜凹槽3023兼聚较大的热容和散热效果，保证反应器内部温度的稳定。
55.上述技术方案中，所述加热管为ptfe伺服软管，温域范围广能在高温下长期工作，且耐腐蚀性强。
56.尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。