对多个试样进行化学反应的方法和装置制造方法及图纸

用于同时对多个诸如薄膜试样的试样进行化学反应并确定分子运动动态的方法和装置。本发明专利技术的装置可以在外壳内的试样保持器的单个试样保持位置容纳多个试样，并使这些保持位置之间保持相互化学隔离。在计算机控制器的控制下，装置对试样保持器定位，以使每一试样保持位置被定位在与分配歧管连接的一个或多个口相邻的位置上。该装置可使每一试样暴露于一种或多种呈液相或气相的流体，并因而在温度和压力条件受控的情况下发生化学反应和／或确定分子运动动态。试样保持位置可以被定位在外壳内的分析测量台上，以便对生成的化合物或混合物定性。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种为化学活性、化学平衡和/或分子运动而筛选多个试样材料的装置。
技术介绍
为化学活度、分子运动或潜在的催化特性而筛选参选材料是一个耗时且需要使用大量人力的过程。在不同的组成和工艺条件下，如不同的温度和压力下，获得与反应速率有关的信息需要进行系统研究并进行许多试验。这样一种装置被认为是有利的，其至少能部分地将同时进行多个反应和同时或顺序进行分光仪测量以获得关于反应和分子运动动态的信息的过程自动化。本专利技术即提供这样一种装置。
技术实现思路
本专利技术涉及一种对多个试样，如薄膜试样，同时进行化学反应和同时或顺序进行分光仪测量或其它测量的方法和装置。本专利技术的装置能够在外壳内试样保持器上的单个试样保持位置容纳多个试样，并且能使那些保持位置之间保持相互化学隔离。在计算机化控制器的控制下，该装置定位试样保持器，以便每一试样保持位置可以靠近与分配歧管相连的一个或多个端口定位。该装置将每一试样暴露于以液相和/或气相的一个或多个流体，从而在所控制的温度、组成和压力条件下进行化学反应。该试样保持位置可以定位于外壳内的测量站中，如光学测量站，以便对产生的化学状态定性。化学反应可以在测量站内进行，并且可以对化学反应和分子运动动态进行实时监测。本专利技术的另一实施例是一种测试多个试样的方法，其中，(a)同时将所有试样与一种流体进行反应，和(b)在试样与流体反应的过程中，依次对每个试样进行分析。本专利技术的又一个实施例是一种测试多个试样的方法，其中，(a)同时将所有试样与一种流体在密封容器内进行反应，和(b)在试样与流体反应完成后，在该密封容器中依次对每个试样进行分析。本专利技术的又一实施例是一种测试一组试样的方法，其中，(a)同时将所有试样与一种流体在密封容器内进行反应，(b)在步骤(a)之前或之后，同时将试样组的一个分组中的一个或多个成员与一种流体在密封容器内进行反应，和(c)对每个试样进行分析。本专利技术的又一个实施例是一种测试多个试样的方法，其中，(a)将所有试样都置于容器第一室的预定温度下，(b)同时将每一试样在该容器与第一室隔离的第二室内暴露于一种反应流体，和(c)对每一试样进行分析。本专利技术的又一个实施例是一种测试多个试样的方法，其中，(a)将所有试样同时都暴露于容器第一室中的一种非反应流体，(b)同时将与该容器第一室隔离的第二室中的所有试样都暴露于一种反应流体，和(c)对每一试样进行分析。本专利技术的又一实施例是一种在密封容器内测试一组试样的方法，其中，(a)将该组试样的一个或多个成员放在容器中的一个位置上，以便各自单独暴露于一种反应流体，(b)同时将那些试样暴露于该流体，和(c)在该密封容器内对该试样组的每一成员进行分析。本专利技术的又一实施例是一种测试一组试样的装置，其包括(a)用以同时将每一试样暴露于反应流体的流体分配系统，和(b)可相对该流体分配系统滑动的试样组保持器，以及(c)分析仪。本专利技术的又一实施例是一种测试一组试样的装置，其包括(a)用以同时将每一试样暴露于反应流体的流体分配系统，(b)分析仪，和(c)可相对该分析仪滑动的试样组保持器。本专利技术的又一实施例是一种测试一组试样的装置，其包括(a)用以同时仅将试样组的分组的成员暴露于反应流体的流体分配系统，和(b)可相对该流体分配系统滑动的试样组保持器，以及(c)分析仪。本专利技术的又一实施例是一种测试一组试样的装置，其包括(a)用以同时仅将试样组的分组的成员暴露于反应流体的流体分配系统，(b)分析仪，和(c)可相对该分析仪滑动的试样组保持器。本专利技术的又一实施例是一种用于测试多个试样的密封容器，其包括(a)用以同时将试样暴露于反应流体的流体分配系统，和(b)该密封容器内与该流体分配系统隔离的分析仪。本专利技术的又一实施例是一种用于测试多个试样的装置，其包括(a)第一室，该室内每个试样都同时暴露于一种非反应流体，(b)与第一室隔离的第二室，该室内每个试样都同时暴露于一种反应流体，和(c)分析仪。本专利技术的又一实施例是一种用于测试多个试样的装置，其包括(a)第一室，该室内每一试样都被同时置于预定温度下，(b)与第一室隔离的第二室，该室内每个试样都同时暴露于一种反应流体，和(c)分析仪。本专利技术的又一实施例是一种用于测试多个试样的装置，其包括(a)试样保持器，(b)保持器盖，和(c)分析仪，其中保持器盖可相对保持器滑动，并且该保持器可相对该分析仪滑动。本专利技术的又一实施例是一种用于测试一组试样的装置，其包括(a)用以同时将每一试样暴露于反应流体的流体分配系统；(b)每一试样与该流体反应的反应室，每一试样的反应室是单独的且与其它试样的反应室相互隔离；和(c)分析仪。附图说明图1是本专利技术装置构件的方框图；图2是本专利技术整个反应装置的透视图；图3是该装置的正视图；图4是沿图2的剖面线4-4截取的装置剖视图；图5是沿图3的剖面线C-C截取的截面图；图6是沿图3的剖面线C-C截取的局部截面图；图7是反应组件的第一透视图；图8是该反应组件的第二透视图，与图7视图相反；图9是该反应组件的第一截面图；图10是该反应组件的第二截面图；图11是沿图2的剖面线4-4截取的该装置的局部截面图，所示为处于装载/卸载位置的试样保持器；图12是该装置的截面放大图，其放大了图11的一部分；图13是沿图6的剖面线K-K截取的该装置的截面图；图14是一个部分为截面的视图，所示为处于光学测量位置的试样保持器；图15是该试样保持器第一实施例的放大图；图16A是具有试样压具的第二试样保持器的放大图，该压具处于放松位置；图16B所示为该试样压具转到保持位置时的第二试样保持器视图，压具处于上位；图16C所示为该试样压具转到保持位置时的第二试样保持器视图，压具处于下位；图17是沿图16C的剖面线17-17截取的截面图；图18是沿图16C的剖面线18-18截取的截面图，所示为衰减的全内反射(ATR)测量设备。图18A是截面放大图，所示为光和试样在ATR测量设备中的相互作用；图19所示为控制计算机控制器的主要控制例程方框图；图20所示为控制光学测量系统分光仪的控制例程方框图；图21所示为记录参数和设置的例程方框图；图22所示为配置系统元素的例程方框图；图23所示为控制阀和显示设定点的例程方框图；图24所示为记录参数和实验数据的例程方框图；图25所示为显示光谱数据的例程方框图；图26所示为控制定位系统的例程方框图。具体实施例方式按照本专利技术，设置包括试样保持器的反应装置，以便将多个要进行反应的试样装到所述试样保持器中，其中每一试样分别被装在试样保持器各自的试样保持位置上。试样保持器可以从反应装置拆除，以便在受控环境下装入试样。试样装入之后，试样保持器可以在反应装置的内体处于装载位置时插入内体。机械制动组件将试样保持器保持在内体中的适当位置。当试样保持器已支撑在内体中时，它可以通过反应装置的装载/卸载部分装入反应装置。装载/卸载部分可以用人工安装的盖密封。当装载/卸载部分被所述盖密封后，用气体控制系统净化装载/卸载部分，以清除反应器组件内任何不需要的气体。而后，如由计算机控制的自动系统设置反应参数，以便开始反应。通过控制压力控制系统可以使反应器中的压力和气体浓度达到所需的水平。通过控制温度控制系统可以使试样保持器中的试样达到所需的温度，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过将试样保持相互化学隔离并使试样的每个接触大致相同的条件来同时对多个试样进行化学反应的计算机控制的反应装置，该其包括：（ａ）通常为圆柱形的、有孔和中心轴线的反应器外壳，该外壳包括：ｉ）有气锁的装载／卸载部分；ｉ ｉ）反应部分；ｉｉｉ）分析监测系统；ｉｖ）驱动部分；ｖ）分配歧管系统；（ｂ）与反应器外壳相通的气体分配和压力控制系统；（ｃ）与驱动部分相连的定位系统；（ｄ）用于控制反应器外壳温度的温度控制系统 ；（ｅ）位于反应器外壳内部的反应组件，其沿外壳轴线方向在外壳孔内可以移动，所述反应组件包括：ｉ）有孔、多个口和流体分配歧管的圆柱形外体；ｉｉ）位于外体孔内的圆柱形内体，其有：Ａ）孔和多个口，和Ｂ）有多 个用于盛放要反应的试样的试样保持位置的试样保持器，试样保持器可以容纳在内体的孔内，并可沿轴线移动到完全插入位置，其中，当试样保持器位于内体内的完全插入位置时，多个反应槽中的每一个均与内体多个口中的每个口对齐；（ｆ）分析监测系 统，其包括：至少一个光学口和至少一个光学设备，其包括成对的源和检测器，至少一个光学设备可以在一个或多个紫外线、可见光或红外波长对盛放在试样保持位置的试样进行测量，以便对试样定性；（ｇ）与气体分配和压力控制系统、定位系统、温度 控制系统和分析监测系统相连的计算机控制器；其中，反应组件可以在装载／卸载部分、反应部分和分析监测系统之间移动；和其中，驱动部分可机械地链接反应组件和定位系统，以便使反应器组件被定位在多个预定监测位置中的每一个位置上，以便使反 应槽的至少一个与至少一个分析口在多个监测位置中的每一个位置对齐。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：SR卢斯蒂格，GW福金，R阿格林，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]