技术领域
[0001] 本实用新型涉及材料制备技术领域，特别涉及一种共沉淀合成反应装置。
背景技术
[0002] 在石油化工、
能源及
生物医药等领域，采用沉淀法是湿化学制备材料(如催化剂)的常用方法。该方法广泛用于制备高含量的非贵金属、复
合金属
氧化物催化剂或催化剂载体(非负载型)。相关实验室或科研中心每天都需进行大量共沉淀实验以制备和遴选催化剂。
[0003] 共沉淀法制备复合氧化物催化剂是在金属盐溶液中加入沉淀剂(或在沉淀剂中加入金属盐溶液)，生成难溶性金属盐或金属
水合物，从溶液中沉淀出来，再经陈化、过滤、洗涤、干燥、
焙烧、成型、活化等程序制得催化剂或催化剂载体。
[0004] 市场现有共沉淀催化剂制备装置通常为大型成套设备，价格高昂，一般小型实验室或研究中心无
力承担，同
时针对一般性共沉淀实验，大型成套设备功能过剩，实验实际操作也不够灵活。一般实验室使用的共沉淀实验技术通常是手动单反应釜的方法，不仅费时费力费材料，而且单个实验缺乏对比性，结果经常受到人为错误的影响。实用新型内容
[0005] 本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述
现有技术中的不足，提供一种共沉淀合成反应装置。
[0006] 为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种共沉淀合成反应装置，包括至少一个可独立进行反应的共沉淀合成反应模
块，所述共沉淀合成反应模块包括
框架、设置于所述框架内的
散热风扇组件、设置于所述框架上的加热组件、设置于所述加热组件上的反应釜、设置于所述反应釜下方的
电磁搅拌组件、设置于所述反应釜上方的冷却密封组件以及设置于所述冷却密封组件上的分配针组件。
[0007] 优选的是，所述加热组件包括设置在所述框架上的金属支座、设置于所述金属支座上的非金属支座、设置于所述非金属支座上的反应釜底座以及开设在所述反应釜底座上的用于安装反应釜的安装孔。
[0008] 优选的是，所述金属支座上还设置有
温度警示灯；所述金属支座的侧围设置有侧
隔热板，其底部设置有底隔热板；所述反应釜底座的底部设置有加热垫，用于加热所述反应釜底座；所述金属支座上还设置有第一
定位销。
[0009] 优选的是，所述冷却密封组件包括设置在所述加热组件上的隔热垫、设置在所述隔热垫上的冷凝板、设置在所述冷凝板上开设的冷凝安装槽内的冷却组件以及设置在所述冷凝板上的顶盖。
[0010] 优选的是，所述顶盖上开设有用于安装所述分配针组件的凹槽，所述凹槽的底面上设置有第二定位销；
[0011] 所述顶盖上还可旋转设置有用于对安装在所述凹槽内的分配针组件进行
锁紧的
拨片；
[0012] 所述顶盖上沿所述凹槽的
侧壁向外围开设有若干第一切口。
[0013] 优选的是，所述隔热垫上开设有与所述反应釜上端对应的开口；
[0014] 所述冷却密封组件的侧部开设有与所述第一定位销配合的第一定位孔，所述第一定位孔贯通所述隔热垫、冷凝板和顶盖，以供所述第一定位销插入。
[0015] 优选的是，所述分配针组件包括配合设置在所述顶盖的凹槽内的分配针安装块、设置在所述分配针安装块上的液体分配针以及设置在所述分配针安装块上的管路卡夹。
[0016] 优选的是，所述分配针安装块上设置有供所述第二定位销配合插入的第二定位孔，所述分配针安装块的侧部设置有与所述凹槽的侧壁上的第一切口
位置对应的第二切口，通过所述第一切口和第二切口形成用于对所述分配针安装块进行操作的夹持空间；
[0017] 所述分配针安装块上还开设有PH探针通孔，所述PH探针通孔向下贯通所述顶盖、冷凝板至所述反应釜，以供PH探针插入到所述反应釜内；
[0018] 所述顶盖和冷凝板上还开设有贯通至所述反应釜的液体分配针通孔，以供所述分配针安装块上的液体分配针插入到所述反应釜内。
[0019] 优选的是，所述电磁搅拌组件用于与预先放置在所述反应釜中的磁搅拌子配合，以对所述反应釜中的反应溶液进行搅拌，其包括设置在所述框架上且处于所述反应釜下方的
支撑板、设置在所述支撑板上的
电机、与所述电机的
输出轴驱动连接的主旋转臂、与所述电机的输出轴驱动连接的
驱动轮、若干设置在所述支撑板上的从动旋转组件以及设置在所述驱动轮与若干从动旋转组件之间的用于带动所述从动旋转组件进行旋转的皮带。
[0020] 优选的是，所述从动旋转组件包括沿直线依次设置在所述支撑板上的若干从动旋
转轴、设置在所述从动
旋转轴上的从动轮以及设置在所述从动旋转轴上的若干副旋转臂；
[0021] 所述主旋转臂和若干副旋转臂上均设置有
永磁体，所述主旋转臂和若干副旋转臂一一对应设置于所述反应釜的下方，所述主旋转臂和副旋转臂的旋转中心与各自对应的反应釜同轴，以驱动各自对应的反应釜中的磁搅拌子绕反应釜的中
心轴旋转；
[0022] 所述皮带与所述驱动轮及若干从动轮均
啮合，所述皮带的侧部还设置有若干用于张紧所述皮带的
惰轮组件。
[0023] 本实用新型的有益效果是：本实用新型的共沉淀合成反应装置可实现共沉淀反应和陈化过程自动进行，本实用新型可以同时进行多组共沉淀实验，在一个装置上完成多通道同时加料、混合、控温、陈化、反应监测(如PH值测量)等整个反应的过程，从而大大提高用共沉淀方法进行材料制备合成的效率，且造价便宜，操作灵活。本实用新型的设备既可以使用单独一个共沉淀合成反应模块进行多通道共沉淀反应，同时也可以将多个同样的共沉淀合成反应模块组合使用，实现更高的反应通量，还可以与自动化机械手平台相结合，实现全自动控制。
附图说明
[0024] 图1为本实用新型的共沉淀合成反应模块的结构示意图；
[0025] 图2为本实用新型的共沉淀合成反应模块的分解图；
[0026] 图3为本实用新型的加热组件的结构示意图；
[0027] 图4为本实用新型的冷却密封组件的分解图；
[0028] 图5为本实用新型的顶盖的结构示意图；
[0029] 图6为本实用新型的分配针组件的结构示意图；
[0030] 图7为本实用新型的分配针安装块的底部结构示意图；
[0031] 图8为本实用新型的框架的结构示意图；
[0032] 图9为本实用新型的电磁搅拌组件的结构示意图；
[0033] 图10为本实用新型的从动旋转组件的结构示意图。
[0034] 附图标记说明：
[0035] 1—框架；10—散热孔；11—把手；
[0036] 2—散热风扇组件；
[0037] 3—加热组件；30—金属支座；31—非金属支座；32—反应釜底座；33—安装孔；34—温度警示灯；35—侧隔热板；36—底隔热板；37—加热垫；38—第一定位销；
[0038] 4—冷却密封组件；40—隔热垫；41—冷凝板；42—冷凝安装槽；43—顶盖；44—凹槽；45—第二定位销；46—拨片；47—第一切口；48—第一定位孔；49—液体分配针通孔；400—开口；430—V型切口；
[0039] 5—分配针组件；50—分配针安装块；51—液体分配针；52—管路卡夹；53—第二定位孔；54—第二切口；55—PH探针通孔；56—分配针孔；
[0040] 6—电磁搅拌组件；60—支撑板；61—电机；62—主旋转臂；63—驱动轮；64—皮带；65—从动旋转组件；650—从动旋转轴；651—从动轮；652—副旋转臂；66—永磁体；67—惰轮组件；68—
卡簧；
[0041] 7—反应釜。
具体实施方式
[0042] 下面结合
实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照
说明书文字能够据以实施。
[0043] 应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
[0044] 如图1-2所示，本实施例的一种共沉淀合成反应装置，包括至少一个可独立进行反应的共沉淀合成反应模块，共沉淀合成反应模块包括框架1、设置于框架1内的散热风扇组件2、设置于框架1上的加热组件3、设置于加热组件3上的反应釜7、设置于反应釜7下方的电磁搅拌组件6、设置于反应釜7上方的冷却密封组件4以及设置于冷却密封组件4上的分配针组件5。
[0045] 本实用新型的共沉淀合成反应装置可以实现共沉淀法制备复合氧化物催化剂过程，可以一个共沉淀合成反应模块单独使用，也可将多个共沉淀合成反应模块组合，形成高通量的共沉淀合成反应装置进行共沉淀合成反应实验。在以下优选的实施例中，本实用新型的共沉淀合成反应模块中包括六组共沉淀反应通道(即反应釜7为6个；分配针组件5上与每个反应釜7一一对应的分配针组也为6组，且每个分配针组中可包括多根分配针，本实施例中为3根；其他与反应釜7一一对应的元件也均为6个)，从而可同时完成多组不同配方或相同配方的共沉淀反应，以提高实验效率和实验
精度。需要说明的是共沉淀反应通道数目亦可根据实验要求或功能设计需要进行增减。
[0046] 参照图3，加热组件3固定于框体系统上方，上端与冷却密封组件4相接，用于加热实验用溶液，并保持一定温度环境。加热组件3包括设置在框架1上的金属支座30、设置于金属支座30上的非金属支座31、设置于非金属支座31上的反应釜底座32以及开设在反应釜底座32上的用于安装反应釜7的安装孔33。
[0047] 其中，金属支座30上还设置有温度警示灯34，温度警示灯343-2安装正在靠近实验操作者一侧，用于警示反应釜7温度，当温度高于一定值时显红色警示，以防实验操作者在取拿反应釜7时烫伤。金属支座30上还设置有实现上述温度警示功能的其他必要组件，例如用于检测温度的
传感器等。
[0048] 其中，金属支座30的侧围设置有侧隔热板35，其底部设置有底隔热板36；用于阻止反应釜底座32向外散失热量。反应釜底座32的底部设置有加热垫37，并与反应釜底座32紧密贴合，用于加热反应釜底座32；反应釜底座32用于安装并加热反应釜7。非金属支座31设置在金属支座30和反应釜底座32之间，阻止反应釜底座32向金属支座30导热。金属支座30上还设置有第一定位销38。第一定位销38与第一定位孔48配合，实现对冷却密封组件4的安装导向和安装错位保护。
[0049] 参照图4-5，冷却密封组件4安装于加热组件3上方，实现对反应釜7的密封，并具有对反应溶液产生的
蒸汽进行冷却回流功能。冷却密封组件4包括设置在加热组件3上的隔热垫40、设置在隔热垫40上的冷凝板41、设置在冷凝板41上开设的冷凝安装槽42内的冷却组件以及设置在冷凝板41上的顶盖43。
[0050] 冷却组件用于冷却冷凝板41，采用M型冷却管路设计，避开液体分配针51通孔49和PH探针通孔55，通过顶盖43压装在冷凝板41的冷凝安装槽42中。冷凝板41用于对反应溶液产生的蒸汽进行冷凝回流。
[0051] 其中，顶盖43上开设有用于安装分配针组件5的凹槽44，凹槽44的底面上设置有第二定位销45；第二定位销45
过盈配合安装在顶盖43上，与分配针安装块50上设置的第二定位孔53配合，用于分配针组件5与冷却密封组件4的安装导向；并通过第二定位销45上端外露长度与液体分配针51下端外露长度设计配合，实现对液体分配针51的安装错位保护(即通过第二定位销45的位置设计，保证液体分配针51向下正好插入到反应釜7中，不会碰到反应釜7内壁；通过第二定位销45上端外露长度的设计，向上顶住液体分配针51安装块50，使安装好后，液体分配针51下端不会
接触到反应釜7的底部，防止液体分配针51损坏)。
[0052] 其中，顶盖43上还可旋转设置有用于对安装在凹槽44内的分配针组件5进行锁紧的拨片46；拨片46固定在顶盖43上，并可沿固定轴旋转；当分配针组件5安装在冷却密封组件4上时，实验操作者可手动拨动拨片46，用于把分配针组件5紧固在冷却密封组件4上；当实验操作者需取下分配针组件5时，可手动拨动拨片46松开分配针组件5。
[0053] 其中，顶盖43上沿凹槽44的侧壁向外围开设有若干第一切口47。顶盖43上设计有V型切口430，用于形成取拿冷却密组件的操作空间及把手11，降低装置空间尺寸和对其他系统及零部件的影响。
[0054] 其中，隔热垫40用于隔离加热组件3的热区和冷却密封组件4的冷区，同时，隔热垫40上设计有对应反应釜7的开口400，保证反应溶液蒸汽可以直接接触冷凝板41，实现蒸汽的冷凝回流。冷却密封组件4的侧部开设有与第一定位销38配合的第一定位孔48，第一定位孔48贯通隔热垫40、冷凝板41和顶盖43，以供第一定位销38插入。第一定位孔48与第一定位销38配合，实现对冷却密封组件4的安装导向和安装错位保护。
[0055] 参照图6-7，分配针组件5安装在冷却密封组件4对应的凹槽44内，并可方便的手动放置和取出。分配针组件5包括配合设置在顶盖43的凹槽44内的分配针安装块50、设置在分配针安装块50上的液体分配针51以及设置在分配针安装块50上的管路卡夹52。液体分配针51用于向反应釜7中加入共沉淀反应所需
试剂，本实施例中，每个反应釜7对应三个液体分配针51，即一个液体分配针组，分配针安装块50上设置个组液体分配针组，以与6个反应釜7对应；管路卡夹52通过
螺栓固定在分配针安装块50上，用于规整液体管路布置和走向。分配针安装块50上设置有分配针孔56，安装液体分配针51安装于其中，液体分配针51通过
紧定螺钉进行固定，且液体分配针51伸出的长度可调节。
[0056] 其中，分配针安装块50上设置有供第二定位销45配合插入的第二定位孔53，分配针安装块50的侧部设置有与凹槽44的侧壁上的第一切口47位置对应的第二切口54，通过第一切口47和第二切口54形成用于对分配针安装块50进行操作的夹持空间；用于实验操作者手动放置或拿取分配针组件5。
[0057] 其中，分配针安装块50上还开设有PH探针通孔55，PH探针通孔55向下贯通顶盖43、冷凝板41至反应釜7，以供PH探针插入到反应釜7内；由于共沉淀反应过程中需对反应溶液的PH值进行监测，故在分配针安装块50上设置PH探针通孔55，以保证PH探针可以通过分配针安装块50深入反应釜7中，对反应溶液进行PH检测。
[0058] 其中，顶盖43和冷凝板41上还开设有贯通至反应釜7的液体分配针51通孔49，以供分配针安装块50上的液体分配针51插入到反应釜7内。保证实验过程中液体分配针51和PH探针可以深入反应釜7中。
[0059] 参照图9-10，电磁搅拌组件6固定于框架1上，并放置于加热组件3下方，用于与预先放置在反应釜7中的磁搅拌子配合，以对反应釜7中的反应溶液进行搅拌，
加速共沉淀反应过程。其包括设置在框架1上且处于反应釜7下方的支撑板60、设置在支撑板60上的电机61、与电机61的输出轴驱动连接的主旋转臂62、与电机61的输出轴驱动连接的驱动轮63、若干设置在支撑板60上的从动旋转组件65以及设置在驱动轮63与若干从动旋转组件65之间的用于带动从动旋转组件65进行旋转的皮带64。
[0060] 从动旋转组件65包括沿直线依次设置在支撑板60上的若干从动旋转轴650、设置在从动旋转轴650上的从动轮651以及设置在从动旋转轴650上的若干副旋转臂652；副旋转臂652安装在从动旋转轴650上，并通过紧定螺钉固定(亦可过盈配合压装在从动旋转轴650上)。从动轮651安装在从动旋转轴650上，并与皮带64啮合，用于带动从动轴组件旋转。从动旋转轴650通过
轴承固定在支撑板60上。卡簧68安装在从动旋转轴650的末端，用于防止从动轴组件旋转时沿轴向跳动。
[0061] 主旋转臂62和若干副旋转臂652上均设置有永磁体66，主旋转臂62和若干副旋转臂652一一对应设置于反应釜7的下方，主旋转臂62和副旋转臂652的旋转中心与各自对应的反应釜7同轴，以驱动各自对应的反应釜7中的磁搅拌子绕反应釜7的中心轴旋转；
[0062] 皮带64与驱动轮63及若干从动轮651均啮合，皮带64的侧部还设置有若干用于张紧皮带64的惰轮组件67。本实施例中惰轮组件67包括2个，安装在转轴支撑板60上，布置位置如图所示，并可在一定范围调整安装位置，用于张紧皮带64，并保证从动轮651与皮带64有足够的传动包
角。支撑板60作为电磁搅拌组件6的装配基体，用于安装电磁搅拌组件6上的其他零部件。
[0063] 参照图8，框架1的侧部设置有散热孔10，其上部设置有把手11，便于取放。
[0064] 散热风扇组件2安装在框架1上，用于对电磁搅拌组件6上的电机61进行散热，使其工作过程中温度不致过高，保证其可以长时间连续工作。
[0065] 反应釜7作为共沉淀反应过程承装容器，安装在加热组件3上的反应釜底座32对应的安装孔33中，其材质需选用耐酸
碱材料，优选PTFE材质的容器或内壁
喷涂PTFE层的不锈
钢容器。
[0066] 本实用新型装置作为一个单独的实验装置(即单个共沉淀合成反应模块)进行共沉淀合成反应实验时，其基本工作过程如下：
[0067] 第一步，实验操作人员首先把反应釜7放置于加热组件3上(亦可预先承装一种共沉淀反应试剂)；
[0068] 第二步，然后把分配针组件5和冷却密封组件4放置于加热组件3上；
[0069] 第三步，随后控制加热组件3工作，使反应釜7中溶液温度达到共沉淀反应设定温度；
[0070] 第四步，控制冷却密封组件4中的冷却组件工作；
[0071] 第五步，控制电磁搅拌组件6工作，同时控制散热风扇组件2工作；
[0072] 第六步，通过外部加液系统向反应釜7中加入其他共沉淀反应试剂，可采用液体
泵自动控制加液过程，亦可手动完成加液过程；
[0073] 第七步，待加液完成后，实验操作人员拿下分配针组件5并对加液系统进行清洗；
[0074] 第八步，在共沉淀反应过程中，实验操作者可按实验设计间隔一定时间用PH探针检测各反应釜7中沉淀反应状态，看是否有异常情况；
[0075] 第九步，继续保温和搅拌状态进行共沉淀陈化过程；
[0076] 第十步，待陈化过程结束后，取下冷却密封组件4，待温度冷区后，取下反应釜7，从而完成共沉淀反应实验。
[0077] 尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的
修改，因此在不背离
权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节。
