一种磁场界面反应器制造技术

技术编号:8552472 阅读:318 留言:0更新日期:2013-04-06 09:56
本实用新型专利技术提供一种用于磁场环境中气液或气固界面反应的磁场界面反应器,包括磁场产生装置、支撑装置和反应容器,其中支撑装置包括底座和固定于底座上的立柱;磁场产生装置包括设置在底座上的下磁体和安装在立柱上并与下磁体对应的上磁体,且下磁体与上磁体的磁极相吸;反应容器通过立柱安装在下磁体与上磁体之间,反应容器上盖的顶部设置有进气孔,该进气孔连接有进气管,反应容器的上盖上设有排气孔。本实用新型专利技术实现了磁场诱导和气液、气固界面反应同步进行;通过调节上下磁体间的距离以调整反应器外的磁场结构和磁场强度;将界面反应与外磁场进行一体化设计,不仅简化了气液反应器的结构,而且实现了磁场对界面反应的可控诱导效应。(*该技术在2022年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种磁场界面反应器,尤其涉及一种用于磁场环境中气液或气固界面反应的磁场界面反应器,可用于化学实验及工业生产中。
技术介绍
磁场是一种非介质型场,磁力线无需介质穿过任何空间,可以为化学反应提供磁场。研究证明,磁场可以调节和干预化学反应,尤其是在界面反应过程中,施加磁场后可有效调节和控制反应微动力,在磁场洛伦兹力的作用下,生成的纳米级产物的形貌可以得以改变。例如在界面法制备Fe3O4的反应过程中,施加弱磁场可使在通常生成微球状的Fe3O4纳米颗粒生长成为纳米线或纳米花等形貌。在产物形貌改变的情况下,伴随着材料性质的巨大改变,这对研究和制备高性能纳米材料有重要意义。界面反应是指异相间的化学反应,两相的界面有液-液、固-液、固-气、液-气和固-固五种类型。在化学实验中比较常见的是气-液界面反应,常有可溶性化学物质或挥发性化学物质,并伴随物质在不同相之间的转移和反应。当气相反应物与液相反应物之间进行反应时,主要包括以下步骤气相中的反应物从气相主体扩散传递到气液界面,并处于相平衡状态;反应物从气液界面传入液相,在液相内达到一定浓度并与液相中的其它反应物进行反应;反应所生成的液相产物沿浓度下降方向传递,气相产物继续向界面传递,在动态平衡过程中不断反应。气液界面反应理论被广泛用于传质过程分析,该理论同样可以用于解释气固界面反应,尤其是在界面浓度梯度、混合、消失浓度梯度的交替过程。扩散传质过程主要依靠非定态的分子扩散,这对研究晶体生长、反应速率等化学反应参数提供了很大方便。目前为止,可用于磁场下界面反应的设备非常有限,主要是通过粗放式的扩散法以及手持磁铁方式进行操作,存在反应过程无法精确控制等缺陷;而且在强磁场环境下,利用无法固定的永磁铁进行操作的过程非常危险。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有技术中存在的问题,提供一种磁场界面反应器。本技术的磁场界面反应器,包括磁场产生装置、支撑装置和反应容器,所述支撑装置包括底座和固定于底座上的立柱;所述磁场产生装置包括设置在底座上的下磁体和安装在立柱上并与下磁体对应的上磁体,且下磁体与上磁体的磁极相吸;所述反应容器通过立柱安装在下磁体与上磁体之间,反应容器上盖的顶部设置有进气孔,该进气孔通过进气管连接气源,反应容器的上盖上设有排气孔。所述上磁体通过第一调节螺扣固定于立柱上,以便于调节上下磁体之间的距离;所述反应容器通过第二调节螺扣固定于立柱上,以便于调节反应容器与上、下磁体之间的距离,从而达到调整磁场的目的。为了使反应容器平稳的安放在上、下磁体之间,在第二调节螺扣上设置有夹持部件或托圈,反应容器安放在夹持部件或托圈内。所述反应容器的外周设置有水浴槽或油浴槽,并在水浴槽或油浴槽的内壁设置有加热盘管,以便于加热反应容器。这时,水浴槽或油浴槽的安放在夹持部件或托圈内。所述立柱上设有刻度,以便于准确调整上下磁体之间、反应容器与上下磁体之间的距离。所述进气孔呈筛网状,以提高气体的分散度。所述下磁体与上磁体为永磁铁或电磁铁。本技术相对现有技术具有以下优点1、实现了磁场诱导和气液、气固界面反应同步进行,提高了反应效率;2、通过调节上下磁体间的距离,实现了反应容器外磁场的可调性,以满足不同反应条件对磁场结构和磁场强度的要求;3、对界面反应过程中气体的进入口进行微缩和精致处理,既保证了小孔进入,又保证了气体的均匀分散;4、将界面反应与外磁场进行一体化设计,不仅简化了气液反应器的结构,而且,实现了磁场对界面反应的可控诱导效应。具体实施方式参照附图说明图1,一种磁场界面反应器,包括磁场产生装置、支撑装置和反应容器,其中支撑装置包括底座I和固定于底座I上的立柱11 ;磁场产生装置包括设置在底座I上的下磁体2和通过第一调节螺扣10安装在立柱11上并与下磁体2对应的上磁体8,且下磁体2与上磁体8的磁极相吸;在下磁体2与上磁体8之间设置有水浴槽或油浴槽3,且水浴槽或油浴槽3通过第二调节螺扣12固定于立柱11上;第二调节螺扣12上设置有夹持部件或托圈(图中未显示),且水浴槽或油浴槽3安放在夹持部件或托圈内。水浴槽或油浴槽3的内壁设置有加热盘管4 ;中心部位放置有反应容器5。加热盘管4通过导线外接220伏电源进行供热,用于加热反应容器5 ;反应容器5上盖的顶部设置有呈筛网状的进气孔7,该进气孔7通过进气管6连接有气源,气体可以通过筛状的进气孔7得到分散,从而提高分散度,与反应容器内的液面或固体进行大面积反应;反应容器5上盖的下部设有排气孔9,反应过程中排气孔微开,以调节反应器内的压强,使反应气体可以顺利通过进气孔进入。在立柱11上设有刻度,反应过程中可以根据不同的反应类型,通过调节永磁铁之间的距离以及反应容器5与上、下磁铁之间的距离来调解磁场强度和磁场结构,从而实现反应器内出现梯度非均匀磁场。上述下磁体2与上磁体8可以是永磁铁,也可以是电磁铁。当采用电磁铁时,磁场强度通过电流的大小来调节。本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种磁场界面反应器,包括磁场产生装置、支撑装置和反应容器,其特征在于:所述支撑装置包括底座(1)和固定于底座(1)上的立柱(11);所述磁场产生装置包括设置在底座(1)上的下磁体(2)和安装在立柱(11)上并与下磁体(2)对应的上磁体(8),且下磁体(2)与上磁体(8)的磁极相吸;所述反应容器(5)通过立柱(11)安装在下磁体(2)与上磁体(8)之间,反应容器(5)上盖的顶部设置有进气孔(7),该进气孔通过进气管(6)连接气源,反应容器(5)的上盖上下部设有排气孔(9)。

【技术特征摘要】
1.一种磁场界面反应器,包括磁场产生装置、支撑装置和反应容器,其特征在于所述支撑装置包括底座(I)和固定于底座(I)上的立柱(11);所述磁场产生装置包括设置在底座(I)上的下磁体(2)和安装在立柱(11)上并与下磁体(2)对应的上磁体(8),且下磁体 (2)与上磁体(8)的磁极相吸;所述反应容器(5)通过立柱(11)安装在下磁体(2)与上磁体 (8 )之间,反应容器(5 )上盖的顶部设置有进气孔(7 ),该进气孔通过进气管(6 )连接气源, 反应容器(5)的上盖上下部设有排气孔(9)。2.如权利要求1所述磁场界面反应器,其特征在于所述上磁体(8)通过第一调节螺扣 (10)固定于立柱(11)上。3.如权利要求1所述磁场界面反应器,其特征在于所述反应容器(5)通过第...

【专利技术属性】
技术研发人员:张春莫尊理张平郭瑞斌缑浩
申请(专利权)人:西北师范大学
类型:实用新型
国别省市:

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