一种可加电场的水热反应釜的制作方法

本发明属于利用水热反应进行材料制备的技术领域，具体涉及一种可加电场的水热反应釜。

背景技术：

水热法又称高温溶液法，是指在特制的密封压力反应釜中，采用溶液为反应体系，通过对反应体系加热，而产生一个高温高压的环境进行无机合成与材料制备的一种有效方法。由于其具有：①采用中温液相控制，能耗相对较低，适应性广，既可用于超微粒子的制备，也可得到尺寸较大的单晶，还可制备无机陶瓷薄膜；②反应在液相快速对流中进行，产率高、物相均匀、纯度高、结晶良好，且形状大小可控；③在水热过程中，可通过调节反应温度、压力、处理时间、溶液成分、PH值等因素，达到有效地控制反应和晶体生长特性的目的；④反应在密闭容器中进行，可控制反应气氛而形成合适的氧化还原反应条件，获得某些特殊的物相，尤其有利于有毒体系中的合成反应，这样可以尽可能地减少环境污染等优点，而引起了广泛的关注。

同时，电性质是物质的基本性质之一，电场直接作用于分子级别的微观基团，对物质可产生各种作用,如热作用、极化作用、电化学作用等。电场不仅对结晶度有影响,而且对晶体的形状也有影响，在强电场的作用下,无论是极性还是非极性分子都会发生电荷分离,产生诱导偶极。诱导偶极与电场相互作用,改变了分子的自由能,导致了分子链的极化取向。目前，对电场强化溶液结晶过程的研究还处于实验阶段，其依据或机理仍不清楚。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，鉴于水热法的优越性和电场可对其溶液结晶过程产生的影响，提供一种可加电场的水热反应釜。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种可加电场的水热反应釜，包括：水热反应釜装置、电场形成装置、承压外壳装置和锁紧与取出装置；所述水热反应釜装置包括圆柱罐体1和封闭盖2；所述电场形成装置由电极一3、内含不锈钢圈的套筒4和电极二5；承压外壳装置包括壳体6和壳盖7；锁紧与取出装置包括六角螺纹旋钮8、垫片9和圆台片10。

所述水热反应釜实现对水热反应釜里的溶液施加静电场或交变电场，以此研究电场对运用水热法进行无机合成与材料制备的影响。

所述水热反应釜装置包括圆柱罐体1和封闭盖2，所述圆柱罐体1底部设有定位孔；封闭盖2设有所述电极一3的管状接口槽，通过圆柱罐体1底部的定位孔，一方面，它为固定在封闭盖中的电极一3提供定位，防止其因压力等因素影响而错位；另一方面，封闭盖2的管状接口槽为晶体附着物(如石英管、不锈钢管等)提供支撑，让生成物长在晶体附着物的表面。比如，让水热反应过程中生成的纳米ZnO晶体长在石英管壁上。

所述电场形成装置包括电极一3、内含不锈钢圈的套筒4和电极二5；电极一3固定于所述封闭盖2上，电极二5固定于所述承压外壳装置的壳体6上；电极一3、电极二5分别与外置电源(静电高压电源或者交变电压电源)的两极相连，用于对水热反应釜装置中的溶液施加静电场或交变电场，以此研究电场对运用水热法进行无机合成与材料制备的影响。

所述锁紧与取出装置包括六角螺纹旋钮8、垫片9和圆台片10；由于电极二5绝缘地通过承压外壳装置的壳体6与内含不锈钢圈的套筒4相连，为了不影响电场形成装置的性能，本发明设计了锁紧与取出装置，从而使水热反应釜装置能便捷地从可加电场的水热反应釜中取出。

本发明的目的也可以通过以下技术方案实现：一种可加电场的水热反应釜，包括：水热反应釜装置、电场形成装置、承压外壳装置和锁紧与取出装置。其中，水热反应釜装置由圆柱罐体1和封闭盖2组成；电场生成装置由电极一3、内含不锈钢圈的套筒4和电极二5组成；承压外壳装置由壳体6、壳盖7组成；锁紧与取出装置由六角螺纹旋钮8、垫片9和圆台片10组成。

本发明中：所述水热反应釜装置由圆柱罐体1和封闭盖2组成，如图3所示。其中，圆柱罐体1底部设有定位孔；封闭盖2设有所述电极一3的管状接口槽。通过圆柱罐体1底部的定位孔，一方面，它为固定在封闭盖中的电极一提供定位，防止其因压力等因素影响而错位；另一方面，封闭盖2的管状接口槽为晶体附着物(如石英管、不锈钢管等)提供支撑，可让生成物长在晶体附着物的表面，如让水热反应釜装置中的纳米ZnO晶体长在石英管壁上。

本发明中：所述电场形成装置由电极一3、内含不锈钢圈的套筒4和电极二5组成，如图4所示。电极一3固定于所述封闭盖2上，电极二5固定于所述承压外壳装置的壳体6上。电极一3、电极二5分别与外置电源(静电高压电源或者交变电压电源)的两极相连，可对水热反应釜里装置中的溶液施加静电场或交变电场。

本发明中：所述承压外壳装置由壳体6、壳盖7组成，如图5所示。在水热反应过程中，在水热反应釜会形成高温高压的环境，通常，它的压强为200MPa，因此，承压外壳装置能保证水热反应釜在反应过程中不损坏。

本发明中：所述锁紧与取出装置由六角螺纹旋钮8、垫片9和圆台片10组成，如图6所示。由于电极二5绝缘地通过承压外壳装置的壳体6与内含不锈钢圈的套筒4相连，为了不影响电场形成装置的性能，本发明设计了锁紧与取出装置，从而使水热反应釜装置能便捷地从可加电场的水热反应釜取出。

相对于现有技术，本发明具有如下的优点与有益效果：

本发明的水热反应釜可以实现对水热反应釜里的溶液覆盖正电场、负电场和交变电场，以此研究电场对运用水热法进行无机合成与材料制备的影响。

附图说明

图1为可加电场的水热反应釜的结构平面图；图中：1表示圆柱罐体，2表示封闭盖，3表示电极一，4表示不锈钢圈的套筒，5表示电极二，6表示壳体，7表示壳盖，8表示六角螺纹旋钮，9表示垫片，10表示圆台片。

图2为可加电场的水热反应釜的结构剖面图。

图3为水热反应釜装置结构图。

图4为电场形成装置结构图。

图5为承压外壳装置结构图。

图6为锁紧与取出装置结构图。

图7为可加电场的水热反应釜的组装顺序图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表示的范围。

实施例

如图2所示，为可加电场的水热反应釜的结构剖面图。按照图1所示的可加电场的水热反应釜的结构平面图和图7所示的可加电场的水热反应釜的组装顺序图，正确连接好内含不锈钢圈的套筒4、电极二5、壳体6和圆台片10。如图3所示，为水热反应釜装置结构图，如图4所示，为电场形成装置结构图，如图5所示，为承压外壳装置结构图，如图6所示，为锁紧与取出装置结构图。

将配制好的反应溶液放置在水热反应釜装置中，并将水热反应釜装置放置在内含不锈钢圈的套筒4中。

在水热反应釜装置上放置垫片9，然后，拧上壳盖7和六角螺纹旋钮8，让可加电场的水热反应釜处于锁紧状态。

设定水热反应的时间与温度，将电极一3和电极二5与外置电源相连，让水热反应釜装置中的反应溶液进行水热反应。

水热反应结束后，关闭电源并拆除电源线，松开壳盖7和六角螺纹旋钮8，让可加电场的水热反应釜处于取出状态。取出垫片9后，通过圆台片10将水热反应釜装置从内含不锈钢圈的套筒4中取出。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。