[發(fā)明專利]一種在非開放惰性氛圍下磁性分離制備納米零價鐵的系統

有效

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• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112548111B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發(fā)明（設計）人: 黃倩文;劉永;張曉文;謝宇鵬;史克油;陳昊;于守富;彭國文;陳逸凡;李密;吳曉燕;張志軍;章求才
• 申請（專利權）人: 南華大學
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24;B82Y40/00;B03C1/02
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王富強

本發(fā)明公開了一種在非開放惰性氛圍下磁性分離制備納米零價鐵的系統，包括依次連接的惰性氣體瓶、氣體監(jiān)控與緩沖裝置、主反應裝置、冷凝裝置、廢液收集裝置、液封裝置和抽壓調節(jié)裝置；主反應裝置為三口燒瓶，冷凝裝置包括冷凝管和冷源，廢液收集裝置為廢液收集瓶，三口燒瓶的一個口上連接一號三通閥、另一個口上設置單孔橡膠塞、再一個口上設置二號三通閥，單孔橡膠塞上穿設有取液管，取液管的頂端與冷凝管；抽壓調節(jié)裝置包括三號三通閥和真空泵，液封裝置包括通過第一連接管與廢液收集瓶連接的第二液封瓶，第一連接管一端伸入第二液封瓶內的水內；第二液封瓶通過第二連接管與三號三通閥連接。本發(fā)明能夠安全、有效地生產高純度的納米零價鐵。

技術領域

本發(fā)明涉及水處理材料制備技術領域，特別是涉及一種在非開放惰性氛圍下磁性分離制備納米零價鐵的系統。

背景技術

近年來，有關納米零價鐵在環(huán)境有機物污染物以及重金屬污染物的治理方面的研究較為普遍。相較于普通鐵屑，納米零價鐵粒徑小、比表面積大，在被污染環(huán)境中具有更強的還原反應活性以及分散性能，然而納米零價鐵難以在含氧的空氣氛圍下進行液相合成、清洗、分離、干燥。

目前，多數實驗室在充滿惰性氣體的手套箱中完成納米零價鐵的上述合成步驟，而多數手套箱在運行過程中會不間斷進行除水循環(huán)過程，且液相合成納米零價鐵需要將去離子水作為溶劑，這將加大手套箱負荷，縮短手套箱使用壽命；并且手套箱購入、維護成本較高，提高了研究成本，給納米零價鐵的研究設置了門檻。

為降低研究納米零價鐵對設備的依賴程度，出現了通過在反應容器中不間斷通入惰性氣體來實現納米零價鐵的合成的方法，這種方法雖然克服了對手套箱的依賴，但是浪費了大量的惰性氣體，實驗成本依然很高。也出現了通過自制裝置用于合成納米零價鐵的裝置，這些裝置雖然克服了對手套箱的依賴，并且節(jié)約了實驗耗材，但是其在合成納米零價鐵的過程中沒有材料的清洗步驟，得到的零價鐵不純，且需要在接觸空氣的氛圍下進行納米零價鐵的分離，材料容易損失且不同批次的材料零價鐵含量純度會有較大差異。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種在非開放惰性氛圍下磁性分離制備納米零價鐵的系統，以解決上述現有技術存在的問題，安全、有效地生產高純度的納米零價鐵。

為實現上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

本發(fā)明提供了一種在非開放惰性氛圍下磁性分離制備納米零價鐵的系統，包括依次管路連接的惰性氣體瓶、氣體監(jiān)控與緩沖裝置、主反應裝置、冷凝裝置、廢液收集裝置、液封裝置和抽壓調節(jié)裝置；

所述主反應裝置為三口燒瓶，所述冷凝裝置包括冷凝管和與所述冷凝管連通的冷源，所述廢液收集裝置為廢液收集瓶，所述三口燒瓶的一個口上連接一號三通閥、另一個口上設置單孔橡膠塞、再一個口上設置二號三通閥，所述單孔橡膠塞上穿設有取液管，所述取液管的頂端通過管路與所述冷凝管的一端連接，所述冷凝管的另一端與所述廢液收集瓶連通；

所述抽壓調節(jié)裝置包括三號三通閥和與所述三號三通閥的一個口連通的真空泵，所述液封裝置包括裝有水的第二液封瓶，所述第二液封瓶通過第一連接管與所述廢液收集瓶連接，所述第一連接管一端伸入所述第二液封瓶內的水內；所述第二液封瓶通過第二連接管與所述三號三通閥連接，所述第二連接管靠近所述第二液封瓶的一端位于所述第二液封瓶內的水的上方。

優(yōu)選的，還包括第一儲液瓶、第二儲液瓶和四號三通閥，所述第一儲液瓶與所述四號三通閥的一個口連接，所述第二儲液瓶與所述四號三通閥的另一個口連接，所述四號三通閥的再一個口與所述一號三通閥的一個口連接；所述第一儲液瓶中設置有去離子水，所述第二儲液瓶中設置有無水乙醇。

優(yōu)選的，還包括還原劑瓶和蠕動泵，所述還原劑瓶、所述蠕動泵及所述一號三通閥的再一個口依次連接。

優(yōu)選的，所述冷源為循環(huán)冷水箱，所述循環(huán)冷水箱的出水口與所述冷凝管的進水口連通，所述循環(huán)冷水箱的進水口與所述冷凝管的出水口連通。