一种陶瓷膜表面接枝改性实验设备及方法技术

本发明专利技术涉及陶瓷膜处理技术领域，具体为一种陶瓷膜表面接枝改性实验设备及方法，包括清洗单元和烘干单元，清洗单元包括清洗箱，清洗箱的内部由两个隔板分为超声清洗区、乙醇清洗区以及纯水清洗区，超声清洗区的底部上设置有若干超声波换能器，位于超声波换能器上方的超声清洗区中设置有将样品件间隔排开放置的置物架；本发明专利技术公开的实验设备利用烘干循环料架同时实现多个样品件的干燥、加热处理，满足了陶瓷膜疏水改性设计正交实验的需求，缩短了多个陶瓷膜样品件前置处理的时间，而且所有的陶瓷膜样品件是处于不停旋转运行状态，从而有效保证了陶瓷膜样品件的干燥、加热程度一致，保证了后续陶瓷膜表面进行接枝改性实验时的结果精准性。果精准性。果精准性。

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷膜表面接枝改性实验设备及方法


[0001]本专利技术涉及陶瓷膜处理
，具体为一种陶瓷膜表面接枝改性实验设备及方法。

技术介绍

[0002]陶瓷膜是公认的结构优良、具有高化学稳定性和高热稳定性的膜材料，被广泛应用于微滤、超滤等膜分离过程，但由于它本身的亲水特性，使其不能应用于膜蒸馏过程，需对其进行疏水改性。目前，现有陶瓷膜表面疏水改性的实验方法有很多，但是都需要在以平板陶瓷膜为原材料，将其按设定尺寸切割后进行有效清洗，清洗完成后再烘干以及高温保温处理一段时间，保持陶瓷膜表面层的高活性。
[0003]例如申请号为2016104067565的专利技术专利就公开了一种超疏水陶瓷膜材料的制备方法，该方法包括以下步骤：将多孔陶瓷膜置于超声波清洗器中处理10
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120min，然后置于50
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80℃的烘箱中干燥1
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12h；将聚四氟乙烯粉末均匀地铺展在步骤1所述的多孔陶瓷膜的表面，能够完全盖住多孔陶瓷膜的表面即可；将步骤2所述试样放入高温炉中，在氮气气氛保护下，在300
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700℃处理1
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12h，得到一种超疏水陶瓷膜材料。该专利技术专利公开的超疏水陶瓷膜材料的制备方法在进行实验测试阶段，往往需要设计正交实验，分别针对各类实验参数对制备得到的陶瓷膜疏水性能的影响进行实验，进而确定最佳的状态下陶瓷膜疏水改性的参数值。然后在进行陶瓷膜疏水改性实验时，其前端处理工序费时较长，需要准备大量的实验样品件进行清洗、干燥和长时间的加热处理，而现有的陶瓷膜前处理设备无法满足同时对大量陶瓷膜样品件的前置处理。例如申请号为2016209038174的技术专利就公开了一种陶瓷膜超声波清洗装置，包括清洗槽、进料口、吹风机、烘干区、出料口、清洗槽壁、震动面钢板、超声波换能器和排液口；所述陶瓷膜超声波清洗装置的上部从左到右依次设置出料口、烘干区、吹风机和清洗槽。该技术公开的清洗装置在对陶瓷膜样品件进行处理时虽然实现了其流水线式高效处理，但是由于烘干区长度有限，无法实现同时对多个陶瓷膜样品件的烘干和加热处理，进而严重制约了整个陶瓷膜疏水改性的实验过程。基于此，本申请提出了一种能够有效解决上述技术问题的陶瓷膜表面接枝改性实验设备及使用该实验设备进行的方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于一种陶瓷膜表面接枝改性实验设备及方法，以解决现有陶瓷膜疏水改性受实验设备限制的不足。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种陶瓷膜表面接枝改性实验设备，包括清洗单元和烘干单元，所述清洗单元包括清洗箱，所述清洗箱的内部由两个隔板分为超声清洗区、乙醇清洗区以及纯水清洗区，所述超声清洗区的底部上设置有若干超声波换能器，位于所述超声波换能器上方的超声清洗区中设置有将样品件间隔排开放置的置物架；
[0007]所述烘干单元包括烘干箱，所述烘干箱靠近清洗单元的侧面上设置有上料箱门，烘干箱远离清洗单元的侧面上设置有取料箱门，所述烘干箱的内部设置有加热装置，所述烘干箱的下端设置有向清洗单元延伸的底座，所述底座的上表面设置有两个平行设置的轨道，两个所述轨道之间移动设置有烘干循环料架，所述烘干箱的内部设置有实现烘干循环料架沿轨道移动的驱动装置；
[0008]位于所述清洗箱的开口正上方设置有抓料输送单元，所述置物架上的样品件由抓料输送单元逐个抓取并依次伸入乙醇清洗区、纯水清洗区中后并放在烘干循环料架上。
[0009]作为上述方案的进一步设置，所述烘干循环料架包括两个分别设置在对应轨道上的侧架，所述侧架的下端设置有一排与轨道相匹配的行走轮，每个所述侧架的上下两端均转动设置有一个传动轮，上下两个所述传动轮之间设置有闭环式输送件，两个所述侧架上对齐的传动轮之间设置有转动轴，且在其中一个侧架上设置有与转动轴相连接的循环电机，两个所述闭环式输送件之间等间隔设置有多个呈水平状态设置的样品件托架。
[0010]作为上述方案的进一步设置，所述样品件托架包括铲架，所述铲架的下端间隔设置有若干托杆，所述铲架的前后两端均连接有吊臂，两个所述吊臂的上端共同转动连接有转动杆，两个所述闭环式输送件的外侧面均设置有与转动杆转动连接的连接件。
[0011]作为上述方案的进一步设置，所述传动轮为皮带轮或链轮其中的一种，所述闭环式输送件为传输带或链条其中的一种。
[0012]作为上述方案的进一步设置，所述驱动装置包括前后两个平行设置的传动链组件，且烘干箱的外侧面设置有用于驱动传动链组件的驱动电机，所述传动链组件与烘干循环料架之间设置有连接块。
[0013]作为上述方案的进一步设置，所述抓料输送单元包括固定在清洗箱上的支撑架，所述支撑架上端前后均两侧开设有相互对齐的滚轮槽，两个所述滚轮槽之间设置有移动板，所述移动板的前后两端均设置有一排与滚轮槽相匹配的滚轮，所述支撑架的上端设置有实现移动板按设定距离移动的行走驱动组件，所述移动板上安装有伸缩装置，所述伸缩装置的下端连接有对样品件进行抓取的抓取机构。
[0014]作为上述方案的进一步设置，所述行走驱动组件包括相互平行设置的丝杆和滑杆，所述丝杆的一端连接有丝杆电机，所述移动板上设置有与丝杆螺纹连接的螺母块以及与滑杆相连接的导向滑块。
[0015]作为上述方案的进一步设置，所述抓取机构包括升降板，所述升降板的下端两侧转动连接有夹持板，且升降板上设置有实现两个夹持板相互靠拢或张开的驱动气缸。
[0016]作为上述方案的进一步设置，所述伸缩装置的下端连接有固定板，所述升降板的上端固定设置有定位轴，且定位轴与固定板转动连接，所述定位轴的一端部设置有啮合齿轮，靠近所述烘干单元一侧的支撑架上设置有水平齿条，所述水平齿条与啮合齿轮处于同一直线上设置。
[0017]本专利技术还公开了一种使用上述实验设备进行的陶瓷膜表面接枝改性方法，包括如下步骤：
[0018]1)取平板陶瓷膜为原料，并按尺寸要求将其分割成多个相同面积大小的陶瓷膜样品件；
[0019]2)将多个陶瓷膜样品件间隔排布放置在实验设备中的置物架上，然后再超声清洗
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20min，超声清洗完成后利用抓料输送单元将陶瓷膜样品件逐个抓取并依次伸入乙醇清洗区、纯水清洗区中后清洗后，再放在烘干循环料架上；
[0020]3)待所有的陶瓷膜样品件逐个放入烘干循环料架上后，将其送入烘干箱中使其在循环输送的过程中受加热装置的作用实现干燥和加热处理；
[0021]4)配置多种浓度的氯硅烷改性溶液，然后将干燥、加热后的陶瓷膜样品件分别放入对应的氯硅烷改性溶液中，并做好记号，反应24h；
[0022]5)用无水乙醇清洗步骤4中处理后的陶瓷膜样品件并干燥，重复3次后，再用纯水进行冲洗，直到表面溶剂完全被清洗干净，再将陶瓷膜样品件置于烘箱中热处理10
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30h，自然冷却至室；
[0023]6)最后，将步骤5中处理得到的多个陶瓷膜样品件依次进行改性膜的测试及表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷膜表面接枝改性实验设备，其特征在于，包括清洗单元和烘干单元，所述清洗单元包括清洗箱（1），所述清洗箱（1）的内部由两个隔板（100）分为超声清洗区（101）、乙醇清洗区（102）以及纯水清洗区（103），所述超声清洗区（101）的底部上设置有若干超声波换能器（104），位于所述超声波换能器（104）上方的超声清洗区（101）中设置有将样品件间隔排开放置的置物架（105）；所述烘干单元包括烘干箱（2），所述烘干箱（2）靠近清洗单元的侧面上设置有上料箱门（201），烘干箱（2）远离清洗单元的侧面上设置有取料箱门（202），所述烘干箱（2）的内部设置有加热装置（203），所述烘干箱（2）的下端设置有向清洗单元延伸的底座（204），所述底座（204）的上表面设置有两个平行设置的轨道（205），两个所述轨道（205）之间移动设置有烘干循环料架（3），所述烘干箱（2）的内部设置有实现烘干循环料架（3）沿轨道（205）移动的驱动装置（206）；位于所述清洗箱（1）的开口正上方设置有抓料输送单元（4），所述置物架（105）上的样品件由抓料输送单元（4）逐个抓取并依次伸入乙醇清洗区（102）、纯水清洗区（103）中后并放在烘干循环料架（3）上。2.根据权利要求1所述的陶瓷膜表面接枝改性实验设备，其特征在于：所述烘干循环料架（3）包括两个分别设置在对应轨道（205）上的侧架（301），所述侧架（301）的下端设置有一排与轨道（205）相匹配的行走轮（302），每个所述侧架（301）的上下两端均转动设置有一个传动轮（303），上下两个所述传动轮（303）之间设置有闭环式输送件（304），两个所述侧架（301）上对齐的传动轮（303）之间设置有转动轴（305），且在其中一个侧架（301）上设置有与转动轴（305）相连接的循环电机（306），两个所述闭环式输送件（304）之间等间隔设置有多个呈水平状态设置的样品件托架（307）。3.根据权利要求2所述的陶瓷膜表面接枝改性实验设备，其特征在于：所述样品件托架（307）包括铲架（3071），所述铲架（3071）的下端间隔设置有若干托杆（3072），所述铲架（3071）的前后两端均连接有吊臂（3073），两个所述吊臂（3073）的上端共同转动连接有转动杆（3074），两个所述闭环式输送件（304）的外侧面均设置有与转动杆（3074）转动连接的连接件（308）。4.根据权利要求2所述的陶瓷膜表面接枝改性实验设备，其特征在于：所述传动轮（303）为皮带轮或链轮其中的一种，所述闭环式输送件（304）为传输带或链条其中的一种。5.根据权利要求1所述的陶瓷膜表面接枝改性实验设备，其特征在于：所述驱动装置（206）包括前后两个平行设置的传动链组件（2061），且烘干箱（2）的外侧面设置有用于驱动传动链组件（2061）的驱动电机（2062），所述传动链组件（2061）与烘干循环料架（3）之间设置有连接块（2063）。6.根据权利要求1所述的陶瓷膜表面接枝改性实验设...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文杰，金樾，李海翔，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：