1.本实用新型涉及碳材料改性技术领域，具体涉及一种用于多孔碳材料疏水改性的实验装置。
背景技术：
2.由于具有丰富的孔道结构和较高的比表面积，多孔碳材料在日常生活和工业生产中有着广泛的应用，比如：有害气体吸收、污染物的吸附、气体的贮藏和分离等。其中，多孔碳材料的疏水改性是对多孔碳材料的研究热点之一。
3.现有技术中对多孔碳材料做疏水改性实验过程如下：
4.1）疏水改性溶液配制：一般将硅烷偶联剂水解，硅烷偶联剂水解后产生—si
‑
oh，硅醇键很活泼，可以和材料表面的羟基（c
‑
oh）等发生脱水，生成c
‑
o
‑
si
‑
长碳链这种结构；同时硅醇键也会自缩合；
5.2）将多孔碳材料的粉体放入到改性溶液中，在回流状态或者室温下搅拌，改性剂和碳材料表面的官能团缩合反应，完成接枝改性。
6.上述过程中存在如下问题：疏水改性溶液的配制过程中，硅醇键会产生自缩合，即该过程中水解过程和自聚过程是同时发生的，但是自聚过程对反应非常不利，这是由于改性剂自缩合形成高分子层包裹在材料表面，堵塞多孔碳材料的孔道，这会大大降低材料性能。
7.因此，如何能够通过简单操作来完成疏水改性原料的装载，同时又能减少上述自聚过程的发生，是本申请亟待解决的问题。
技术实现要素：
8.本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种结构简单、操作简便，能够有效避免自聚过程发生的用于多孔碳材料疏水改性的实验装置。
9.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于多孔碳材料疏水改性的实验装置，其特征在于，设置为样品盒结构，包括盒体、盒盖和筛网，所述盒体内设置有改性剂槽，改性剂槽的槽壁上设置有一凹槽，所述凹槽内设置有筛网，所述筛网通过该凹槽以可拆卸的方式连接在改性剂槽的上方，且筛网与改性剂槽底部之间留有预设距离，筛网上方设置有盒盖，盒盖与盒体之间铰接相连。
10.进一步的，所述盒体和盒盖的材质采用金属镍或石墨。
11.进一步的，所述筛网包括样品铺设区和非铺设区。
12.更进一步的，所述样品铺设区位于筛网的中心处，非铺设区位于样品铺设区的外周。
13.更进一步的，所述样品铺设区与非铺设区之间设置有一预设高度的围栏。
14.进一步的，所述筛网的材质采用金属镍。
15.进一步的，所述样品铺设区的孔径设置在200
‑
800目。
16.进一步的，所述非铺设区采用网状结构。
17.更进一步的，所述非铺设区的网格尺寸大于样品铺设区的孔径。
18.本实用新型的有益效果是：本实用新型通过设置的包含改性剂槽、筛网的样品盒结构及各部件间的相对关系，能够实现对多孔碳材料疏水改性实验的样品装载，结构简单、操作简便，而且通过这种样品盒结构完成的疏水改性能够大大减少甚至可以避免疏水改性剂硅烷偶联剂自聚成膜的现象。
附图说明
19.图1是本实用新型样品盒打开状态下的整体结构示意图；
20.图2是本实用新型盒体的结构示意图；
21.图3是本实用新型筛网的结构示意图；
22.图中：1.盒体，2.改性剂槽，3.凹槽，4.筛网，41.样品铺设区，42.非铺设区，43.围栏，5.盒盖。
具体实施方式
23.下面结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
24.如图1
‑
图3所示，本实施例的一种用于多孔碳材料疏水改性的实验装置，设置为长方体状的样品盒结构，包括盒体1、盒盖5和筛网4，其中盒体1、盒盖5的外形尺寸均为12cm*6cm*1.5cm。
25.盒体1内设置有用于盛放有机试剂的改性剂槽2，改性剂槽2的槽壁上设置有一凹槽3，所述凹槽3内设置有用于放置待改性多孔碳材料样品的筛网4，所述筛网4通过该凹槽3以可拆卸的方式连接在改性剂槽2的上方，便于筛网4的更换和清洗，筛网4与改性剂槽2底部之间留有预设距离，使筛网4一开始与改性剂槽2内的有机试剂不接触，待有机试剂加热挥发后再与筛网4上的样品相接触，筛网4上方设置有盒盖5，盒盖5与盒体1之间通过一铰接轴铰接相连。
26.具体地，本实施例中，所述筛网4包括样品铺设区41和非铺设区42，样品铺设区41位于筛网4的中心处,其孔径设置在500目，具体对其孔径的限定控制在200
‑
800目，目的是既能保证蒸汽的透过，又能避免孔径太大造成漏料；非铺设区42位于样品铺设区41的外周，非铺设区42为稀疏的网状结构，对其孔径没有非常具体的限制，一般来说，所述非铺设区42的网格尺寸大于样品铺设区41的孔径。
27.另外，本实施例在样品铺设区41与非铺设区42之间还设置有一高度为0.5cm的围栏43，目的是限制样品在样品铺设区41内，防止其散落至外围的非铺设区42。
28.使用时，将作为改性剂的有机试剂装在改性剂槽中，然后把粉体状的多孔碳材料样品平铺在筛网的样品铺设区，盖上盒盖，然后将整个样品盒植入到管式炉中或者烘箱中，加热到一定温度。有机试剂受热缓慢挥发，挥发的有机气体则通过筛网吸附到多孔碳材料表面并完成接枝改性。反应一定时间后，关闭烘箱或管式炉，待冷却至室温取出样品。改性过程中，多孔碳材料除有自身携带的官能团外还有吸附水，因此有机试剂即硅烷偶联剂会在材料表面发生水解并接枝到材料表面。而吸附水有限，因此能够大大减少甚至可以避免
硅烷偶联剂自聚成膜的现象。
29.本实施例中盒体1和盒盖5的材质采用金属镍，在其他实施例中盒体1和盒盖5的材质也可以采用石墨，目的是能耐受管式炉或烘箱中的高温；而筛网4的材质采用金属镍，一方面耐高温的同时，最重要的是该惰性金属能够避免与挥发的有机试剂发生反应。
技术特征：
1.一种用于多孔碳材料疏水改性的实验装置，其特征在于，设置为样品盒结构，包括盒体（1）、盒盖（5）和筛网（4），所述盒体（1）内设置有改性剂槽（2），改性剂槽（2）的槽壁上设置有一凹槽（3），所述凹槽（3）内设置有筛网（4），所述筛网（4）通过该凹槽（3）以可拆卸的方式连接在改性剂槽（2）的上方，且筛网（4）与改性剂槽（2）底部之间留有预设距离，筛网（4）上方设置有盒盖（5），盒盖（5）与盒体（1）之间铰接相连。2.根据权利要求1所述的用于多孔碳材料疏水改性的实验装置，其特征在于，所述盒体（1）和盒盖（5）的材质采用金属镍或石墨。3.根据权利要求1所述的用于多孔碳材料疏水改性的实验装置，其特征在于，所述筛网（4）包括样品铺设区（41）和非铺设区（42）。4.根据权利要求3所述的用于多孔碳材料疏水改性的实验装置，其特征在于，所述样品铺设区（41）位于筛网（4）的中心处，非铺设区（42）位于样品铺设区（41）的外周。5.根据权利要求3或4所述的用于多孔碳材料疏水改性的实验装置，其特征在于，所述样品铺设区（41）与非铺设区（42）之间设置有一预设高度的围栏（43）。6.根据权利要求1或3所述的用于多孔碳材料疏水改性的实验装置，其特征在于，所述筛网（4）的材质采用金属镍。7.根据权利要求3或4所述的用于多孔碳材料疏水改性的实验装置，其特征在于，所述样品铺设区（41）的孔径设置在200
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800目。8.根据权利要求3或4所述的用于多孔碳材料疏水改性的实验装置，其特征在于，所述非铺设区（42）采用网状结构。9.根据权利要求8所述的用于多孔碳材料疏水改性的实验装置，其特征在于，所述非铺设区（42）的网格尺寸大于样品铺设区（41）的孔径。
技术总结
本实用新型涉及一种用于多孔碳材料疏水改性的实验装置，属于碳材料改性领域，其特征在于，设置为样品盒结构，包括盒体、盒盖和筛网，所述盒体内设置有改性剂槽，改性剂槽的槽壁上设置有一凹槽，所述凹槽内设置有筛网，所述筛网通过该凹槽以可拆卸的方式连接在改性剂槽的上方，且筛网与改性剂槽底部之间留有预设距离，筛网上方设置有盒盖，盒盖与盒体之间铰接相连；本实用新型能够实现对多孔碳材料疏水改性实验的样品装载，结构简单、操作简便，而且通过这种样品盒结构完成的疏水改性能够大大减少甚至可以避免疏水改性剂硅烷偶联剂自聚成膜的现象。聚成膜的现象。聚成膜的现象。
技术研发人员：宋肖肖 马乐
受保护的技术使用者：山东利特纳米技术有限公司
技术研发日：2021.04.23
技术公布日：2021/11/30