[發(fā)明專(zhuān)利]用于氣體為介質(zhì)的非接觸固相無(wú)機(jī)反應(yīng)的分離式反應(yīng)爐

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310112324.X
• 申請(qǐng)日: 2013-04-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103191682A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李國(guó)寶;王巖;楊承旭;林建華
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01J19/00
• 分類(lèi)號(hào): B01J19/00;C01G45/00
• 代理公司: 北京萬(wàn)象新悅知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11360
• 代理人: 張肖琪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化學(xué)反應(yīng)設(shè)備，具體涉及一種用于氣體作為介質(zhì)的非接觸固相無(wú)機(jī)反應(yīng)的分離式反應(yīng)爐。

背景技術(shù)

在氧化、還原、氯化及氟化等，可以看作氣體作為介質(zhì)的固體之間的固相無(wú)機(jī)反應(yīng)中，經(jīng)常涉及重金屬和稀土元素等熔沸點(diǎn)高的物質(zhì)，控制溫度條件重要，并且反應(yīng)中的氣體介質(zhì)需要一定的濃度，可以通過(guò)抽真空控制壓強(qiáng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而，現(xiàn)有的設(shè)備在進(jìn)行這種無(wú)機(jī)化學(xué)反應(yīng)時(shí)，所有的反應(yīng)物都在一個(gè)容器里，要么混合在一起，要么在同一個(gè)容器里只是簡(jiǎn)單的分層隔離放置。由于所有的反應(yīng)物都在一個(gè)容器里，不能分別進(jìn)行控制溫度和壓強(qiáng)等反應(yīng)條件，不同的反應(yīng)物往往同時(shí)都只能以同一個(gè)溫度進(jìn)行反應(yīng)，無(wú)法對(duì)不同的反應(yīng)物進(jìn)行不同的溫度控制；反應(yīng)完成后，還必須對(duì)產(chǎn)物進(jìn)一步分離，但有些反應(yīng)產(chǎn)物很難進(jìn)一步分離。而且，只有一個(gè)反應(yīng)器，不能同時(shí)進(jìn)行多個(gè)實(shí)驗(yàn)的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，使固相無(wú)機(jī)反應(yīng)的研究受到限制。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種多個(gè)容器分別放置不同的反應(yīng)物的分離式反應(yīng)爐，用于氣體作為介質(zhì)的固相無(wú)機(jī)反應(yīng)。

本發(fā)明的目的在于提出一種用于氣體為介質(zhì)的非接觸固相無(wú)機(jī)反應(yīng)的分離式反應(yīng)爐。

本發(fā)明的分離式反應(yīng)爐包括：多個(gè)反應(yīng)容器；每個(gè)反應(yīng)容器分別設(shè)置有密封連接件，并分別通過(guò)支導(dǎo)氣管與總導(dǎo)氣管連接；每個(gè)反應(yīng)容器分別放置在各自的控溫系統(tǒng)中；以及在導(dǎo)氣管上設(shè)置有抽氣閥門(mén)和排氣閥門(mén)。

其中，反應(yīng)容器用于盛放反應(yīng)物，材料可為金屬、聚四氟、陶瓷及石英等中的一種。密封連接件起到緊固連接及真空密封的作用，并從此處打開(kāi)反應(yīng)容器，放入或拿出反應(yīng)物，可通過(guò)螺釘?shù)染o固。支導(dǎo)氣管將各個(gè)反應(yīng)容器連接，使各個(gè)反應(yīng)容器內(nèi)的氣體介質(zhì)的濃度梯度符合實(shí)驗(yàn)反應(yīng)要求。本發(fā)明的分離式反應(yīng)爐采用多個(gè)反應(yīng)容器分別放置不同的反應(yīng)物，可實(shí)現(xiàn)同時(shí)控制不同的反應(yīng)物在不同的溫度下反應(yīng)；并且反應(yīng)容器之間通過(guò)導(dǎo)氣管連接整個(gè)反應(yīng)體系，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)氣體介質(zhì)的傳遞，各個(gè)固體反應(yīng)物之間沒(méi)有直接接觸，是通過(guò)氣體為介質(zhì)進(jìn)行的反應(yīng)。

在導(dǎo)氣管上設(shè)置抽氣閥門(mén)和排氣閥門(mén)，采用在每個(gè)支導(dǎo)氣管上分別設(shè)置排氣閥門(mén)和抽氣閥門(mén)；或者在總導(dǎo)氣管上設(shè)置總排氣閥門(mén)和總抽氣閥門(mén)。排氣閥門(mén)用于排出或放入氣體，調(diào)整適合的壓強(qiáng)；材料可為金屬、聚四氟、陶瓷及石英等中的一種。抽氣閥門(mén)用于接泵，抽真空或排氣體用材料可為金屬、聚四氟、陶瓷及石英等中的一種。反應(yīng)容器為三個(gè)以上時(shí)，在各個(gè)支導(dǎo)氣管上分別設(shè)置有連通開(kāi)關(guān)。連通開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)支導(dǎo)氣管之間或支導(dǎo)氣管與總導(dǎo)氣管之間的連通，通過(guò)分別控制連通開(kāi)關(guān)的打開(kāi)或關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)不同的反應(yīng)容器分別進(jìn)行不同的化學(xué)反應(yīng)，彼此之間沒(méi)有干擾。進(jìn)一步，在支導(dǎo)氣管上設(shè)置壓力表，通過(guò)壓力表能夠監(jiān)測(cè)反應(yīng)容器內(nèi)的壓強(qiáng)情況，以便實(shí)時(shí)控制反應(yīng)的壓強(qiáng)。抽氣閥門(mén)、排氣閥門(mén)、壓力表和連通開(kāi)關(guān)，通過(guò)導(dǎo)氣管實(shí)現(xiàn)各個(gè)反應(yīng)容器相互連通，便于實(shí)驗(yàn)中氣體介質(zhì)的調(diào)控，可以抽真空，快速達(dá)到反應(yīng)要求，并通過(guò)壓力表監(jiān)測(cè)壓力。

進(jìn)一步，在支導(dǎo)氣管上設(shè)置氣體取樣口，通過(guò)氣體取樣口連接質(zhì)譜儀或色譜儀等儀器，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；或者在支導(dǎo)氣管上設(shè)置傳感器，通過(guò)氣體傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)反應(yīng)的進(jìn)行。

進(jìn)一步，在支導(dǎo)氣管上設(shè)置過(guò)濾裝置，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求充填不同的過(guò)濾介質(zhì)，能夠獲得純度高的氣體介質(zhì)。

本發(fā)明采用不同的反應(yīng)容器盛放不同的反應(yīng)物，每個(gè)反應(yīng)容器分別放置在各自的控溫系統(tǒng)中，控溫系統(tǒng)可使用管式爐或電爐等加熱，也可以使用低溫裝置進(jìn)行冷卻控溫，不同的可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)反應(yīng)容器分別控制溫度。控溫系統(tǒng)進(jìn)一步包括加熱槽及控溫儀表，反應(yīng)容器放置在加熱槽中，加熱槽與控溫儀表相連，通過(guò)控溫儀表控制并監(jiān)測(cè)加熱槽的溫度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)反應(yīng)容器的溫度控制。

由于本發(fā)明采用不同的反應(yīng)容器盛放不同的反應(yīng)物，從而實(shí)現(xiàn)多個(gè)反應(yīng)能夠依次進(jìn)行，如還原反應(yīng)和氯化反應(yīng)依次進(jìn)行，因此節(jié)省實(shí)驗(yàn)時(shí)間，簡(jiǎn)化操作步驟；而且不同的反應(yīng)容器可以獨(dú)立進(jìn)行，因此能夠進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，有利于固相無(wú)機(jī)反應(yīng)的進(jìn)一步研究。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：