一种用于制备MOFs材料的制备系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于制备MOFs材料的制备系统，所述用于制备MOFs材料的制备系统包含：材料制备装置，包括出气口和进气口；尾气处理装置，通过第一连通管道与材料制备装置的出气口相连，将制备反应过程中产生的不同的有毒有害气体进行吸收与处理；惰性气体罐，通过第二连通管道与材料制备装置的进气口相连；微型负压装置，使反应过程中产生的尾气顺利排除；尾气检测装置，对尾气中的成分进行测量分析；PLC控制单元，使系统各装置实现信号反馈调节。与现有技术相比，本发明专利技术的用于制备MOFs材料的制备系统具有制备反应均匀，无污染的优点。无污染的优点。无污染的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种用于制备MOFs材料的制备系统


[0001]本专利技术涉及MOFs材料制备
，尤其是涉及一种用于制备MOFs材料的制备系统。

技术介绍

[0002]MOFs材料，即金属有机框架材料，是一类金属和配体通过配位键自组装形成的具有无线网络结构的有机无机杂化材料。因具备极高的比表面积、孔隙率和孔径/功能可调控性，其在气体储存、吸附分离、二氧化碳捕集技术、气体膜分离、光催化、电催化、传感器、光学、生物医学工程等领域具有广泛的应用前景。MOFs多孔吸附材料将有望在氢储运、CO2捕集、零碳化工/电力/建筑等行业发挥重要作用。
[0003]水(溶剂)热合成法是比较传统的合成MOFs材料的方法，也是实验室合成的常用方法。该法是将金属盐和有机连接剂的混合溶液放于封闭的容器中，然后让反应釜在一定温度和压力下进行高温高压处理，以促进不溶性框架的生长，这些框架以结晶的形式析出，最后经过洗涤干燥可得到结晶物金属有机框架材料。该方法的缺点是反应条件需要高温高压、耗时长、产生污染。
[0004]授权公告号为CN 216977345 U的技术专利公开了一种电热恒温鼓风干燥箱，包括箱体、过滤装置以及惰性气体罐，所述箱体上设置有进气口和出气口，箱体内部设置有风机，风机的出风口处设置有电加热丝；过滤装置设置在进气口上以用于对进入进气口的空气进行过滤；通过在箱体的进气口处设置过滤装置，用于去除进入箱体内的空气杂质，尤其适用于对质量指标要求严格的样品，该惰性气体罐的出气口连接进气口，惰性气体罐的回气口连接出气口，采用惰性气体在惰性气体罐和箱体内进行循环流通，避免箱体内的样品在高温环境下与空气中的氧气发生反应，尤其适用于高温易氧化的样品。但该干燥箱的加热位置单一，热量分布不均匀，无法实现均匀反应。
[0005]授权公告号为CN 216716820 U的技术专利一种恒温式节能电热鼓风干燥箱，包括左箱体和右箱体，左箱体上设置有控制台，右箱体内设置有干燥腔，干燥腔内间隔设置有若干置物网，干燥腔与右箱体之间设置有循环腔，干燥腔内设置有温度探测机构以及鼓风加热机构，鼓风加热机构包括鼓风机以及电加热丝，鼓风机设置在干燥腔底部，且鼓风机的进风口位于循环箱内，鼓风机的出风口位于干燥腔内，电加热丝位于干燥腔内且靠近鼓风机的出风口设置，干燥腔顶部开设有若干气流孔，气流孔将干燥腔与循环腔连通。但该干燥箱没有对尾气进行处理，造成了污染。
[0006]综上所述，亟需开发一种制备反应均匀、无污染的用于制备MOFs材料的制备设备。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于制备MOFs材料的制备系统，通过设置挡风板和鼓风机实现反应均匀，通过增加尾气处理装置减少了污染，通过增加减震机构，确保材料制备反应过程平稳进行。
[0008]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0009]本专利技术的目的是提供一种用于制备MOFs材料的制备系统，所述用于制备MOFs材料的制备系统包含：材料制备装置；尾气处理装置，通过第一连通管道与材料制备装置的出气口相连，将制备反应过程中产生的不同的有毒有害气体进行吸收与处理；惰性气体罐，通过第二连通管道与材料制备装置的进气口相连；微型负压装置，使反应过程中产生的尾气顺利排除；尾气检测装置，对尾气中的成分进行测量分析；PLC控制单元，使系统各装置实现信号反馈调节。
[0010]进一步地，所述材料制备装置还包含加热机构、鼓风机、挡风板、隔板、减震机构、支撑架、反应釜、温度感应器；所述加热机构设置在材料制备装置箱体内部，且位于材料制备装置箱体的两侧面；所述鼓风机分别设置在材料制备装置箱体内部两侧的四角位置，为材料制备装置强制送风，使材料制备装置内的热风均匀循环；所述挡风板呈U型且对称设置在材料制备装置箱体内部，挡风板之间形成上下对称的入风口；所述隔板分别设置在材料制备装置箱体内部六侧面上，隔板与挡风板之间留有空隙，隔板上设有多个等距分布的通风孔；所述减震机构设置在隔板上，所述减震机构包括弹簧，所述减震机构，通过弹簧弹性势能的作用下，对支撑架上的反应釜本体进行缓冲，尽量避免反应釜本体在使用时颠簸；所述支撑架设置在减震机构上；所述反应釜放置在支撑架上，用于进行MOFs材料的制备反应在反应釜内进行MOFs材料的制备反应；所述温度感应器设置在材料制备装置的内部，感知材料制备装置的内部温度变化，并将温度信号反馈给PLC控制单元。
[0011]进一步地，通过设置挡风板避免热风直接吹向反应釜，同时能够降低热风的流速，配合鼓风机运行，最终热风通过隔板上的通风孔吹向反应釜，最终实现热风以较低的流速流出，使得材料制备装置内的热量均匀分布，以实现烘干均匀。
[0012]进一步地，所述尾气处理装置包含：尾气脱硫机构；尾气酸化吸收机构，与材料制备装置的出气口相连；活性炭吸附脱附尾气净化机构；所述尾气脱硫机构、活性炭吸附脱附尾气净化机构、尾气酸化吸收机构耦合，以此实现尾气处理。
[0013]进一步地，当MOFs材料制备反应过程中产生SO2等的硫化物时，将尾气排放入尾气脱硫机构，用于吸收和处理尾气中SO2等的硫化物；当MOFs材料制备反应过程中产生易溶于酸吸收液、碱吸收液和水的尾气时，将尾气排放入尾气酸化吸收机构，吸收和处理尾气中易溶于酸吸收液、碱吸收液和水的尾气；当MOFs材料制备反应过程中产生含有苯、醇、酮、酯、汽油类等有机化合物的尾气时，将尾气排放入活性炭吸附脱附尾气净化机构，吸收和处理尾气中含有苯、醇、酮、酯、汽油类等有机化合物的尾气。进一步地，所述的尾气脱硫机构包含：脱硫筒体、脱硫液储罐；所述脱硫筒体与材料制备装置的出气口相连，所述脱硫筒体内设有脱硫喷淋组件，所述脱硫筒体底部设置有脱硫液回收槽；所述脱硫液储罐与脱硫喷淋组件相连，为脱硫过程提供脱硫液。
[0014]进一步地，所述尾气酸化吸收机构包含：水洗组件、酸洗组件、碱洗组件、第二连通管；所述水洗组件内设有水喷淋件，所述水洗组件底部设置有稀酸回收槽，所述水洗组件的气体入口与酸洗组件相连通，所述水洗组件的气体出口与碱洗组件相连通；所述酸洗组件内设有酸喷淋件，所述酸洗组件底部设置有浓酸回收槽，所述酸洗组件的气体出口与水洗组件相连通，酸喷淋件与浓硫酸储罐相连通；所述碱洗组件内设有碱喷淋件，所述碱洗组件底部设置有尾液回收槽，所述碱洗组件的气体入口与水洗组件相连通，碱喷淋件和碱液储
罐相连通；所述第二连通管连通水洗组件、酸洗组件和碱洗组件的气体出口与气体入口。
[0015]进一步地，所述活性炭吸附脱附尾气净化机构包含：尾气过滤组件、尾气吸脱附组件、第一连通管、鼓气电机、一氧化碳气体罐；所述尾气过滤组件与材料制备装置的出气口相连，所述尾气过滤组件内设有滤芯，所述尾气过滤组件用于过滤材料制备过程中产生的尾气中的杂质；所述尾气吸脱附组件与尾气过滤组件的出气口相连，所述尾气吸脱附组件内设有活性炭吸附板，活性炭吸附板外设有固定环，通过固定环安装活性炭吸附板，并且通过固定环连接尾气吸脱附组件的罐体，所述尾气吸脱附组件用于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于制备MOFs材料的制备系统，其特征在于，所述用于制备MOFs材料的制备系统包含：材料制备装置(15)；尾气处理装置，与材料制备装置(15)的出气口相连，用于吸收与处理制备反应过程中产生的不同的有毒有害气体；惰性气体罐(1)，与材料制备装置(15)的进气口相连；微型负压装置(16)，用于顺利排除反应过程中产生的尾气；尾气检测装置(17)，用于对尾气中的成分进行测量分析；PLC控制单元(2)，用于制备系统中各装置实现信号反馈调节。2.根据权利要求1所述一种用于制备MOFs材料的制备系统，其特征在于，所述材料制备装置(15)还包含加热机构(4)、鼓风机(3)、挡风板(6)、隔板(7)、减震机构(10)、支撑架(45)、反应釜(9)、温度感应器(11)；所述加热机构(4)设置在材料制备装置(15)箱体内部，且位于材料制备装置(15)箱体的两侧面；所述鼓风机(3)分别设置在材料制备装置(15)箱体内部两侧的四角位置，用于为材料制备装置(15)强制送风，使材料制备装置(15)内的热风均匀循环；所述挡风板(6)呈U型且对称设置在材料制备装置(15)箱体内部，挡风板(6)之间形成上下对称的入风口；所述隔板(7)分别设置在材料制备装置(15)箱体内部六侧面上，隔板(7)与挡风板(6)之间留有空隙，隔板(7)上设有多个等距分布的通风孔；所述减震机构(10)设置在隔板(7)上，所述减震机构(10)包括弹簧，所述减震机构(10)用于对支撑架(45)上的反应釜(9)本体进行缓冲；所述支撑架(45)设置在减震机构(10)上；所述反应釜(9)放置在支撑架(45)上，用于进行MOFs材料的制备反应；所述温度感应器(11)设置在材料制备装置(15)的内部，感知材料制备装置(15)的内部温度变化，并将温度信号反馈给PLC控制单元(2)。3.根据权利要求1所述一种用于制备MOFs材料的制备系统，其特征在于，所述尾气处理装置包含：尾气脱硫机构(12)；尾气酸化吸收机构(14)，与材料制备装置(15)的出气口相连；活性炭吸附脱附尾气净化机构(13)；所述尾气脱硫机构(12)、活性炭吸附脱附尾气净化机构(13)、尾气酸化吸收机构(14)耦合，以此实现尾气处理。4.根据权利要求3所述一种用于制备MOFs材料的制备系统，其特征在于，所述的尾气脱硫机构(12)包含：脱硫筒体(20)、脱硫液储罐(18)；所述脱硫筒体(20)与材料制备装置(15)的出气口相连，所述脱硫筒体(20)内设有脱硫喷淋组件(21)，所述脱硫筒体(20)底部设置有脱硫液回收槽(19)；所述脱硫液储罐(18)与脱硫喷淋组件(21)相连。5.根据权利要求3所述一种用于制备MOFs材料的制备系统，其特征在于，所述尾气酸化
吸收机构(14)包含：水洗组件(34)、酸洗系统(35)、碱洗系统(33)、第二连通管(42)；所述水洗组件(34)内设有水喷淋件(40)，所述水洗组件(34)底部设置有稀酸回收槽(37)，所述水洗组件(34)的气体入口与酸洗组件(35)相连通...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘成凤，赵惠忠，苗春勃，王清戈，奚之皓，王岿，张斌斌，高娅洁，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：发明
国别省市：