基本信息
- 项目名称：
- 液相膜反应器
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 此液相膜反应器提供一种特殊的反应物接触方式，改变了通常的液相反应中反应物溶液直接接触的方式，而使反应物溶液通过微孔滤膜的渗透而接触发生反应。且此液相膜反应器结构简单，操作方便。 此液相膜反应器的使用方法为：用胶将微孔滤膜粘附在加液管的内端口。使用时，要使微孔滤膜能够和反应容器中的溶液充分接触。如果实验条件改变，通过改变此液相膜反应器的某些部件也可以很方便地实现反应。
- 详细介绍：
- 材料是人类赖以生存和发展的物质基础。现代社会，材料已成为国民经济建设、国防建设和人民生活的重要组成部分。研究与发展材料的目的在于应用，而材料必须通过合理的工艺流程才能制备出有实用价值的材料来。目前，通过化学反应合成新材料的方法主要有水热法、氧化还原法、高温煅烧法和模板法等，但在这些方法中，反应物一般都是直接接触而发生化学反应。在液液反应中，溶液接触方式不同，合成的产物晶体生长机理不同，因此会得到不同形貌的产物。而材料的结构和形貌决定性质，性质决定用途，因此制备特殊形貌的材料具有重要意义。 此液相膜反应器提供一种特殊的反应物接触方式，改变了通常的液相反应中反应物溶液直接接触的方式，而使反应物溶液通过微孔滤膜的渗透而接触发生反应。且此液相膜反应器结构简单，操作方便。 此液相膜反应器的使用方法为：用胶将微孔滤膜粘附在加液管的内端口。使用时，要使微孔滤膜能够和反应容器中的溶液充分接触。如果实验条件改变，通过改变此液相膜反应器的某些部件也可以很方便地实现反应。例如，通过调节加液管的滴加速度，则可以改变反应物的接触速度；若反应在强酸或强碱的条件下进行，可以通过改变微孔滤膜的材质来实现；若反应在高温下进行，可以使用耐高温的微孔滤膜；此液相膜反应器也可以在磁力搅拌下进行。总之，此液相膜反应器可以适用于多种条件下的化学反应。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 材料是人类赖以生存和发展的物质基础。现代社会，材料已成为国民经济建设、国防建设和人民日常生活的重要组成部分。研究与发展材料的目的在于应用，而材料必须通过合理的工艺流程才能制备出有实用价值的材料来。目前，通过化学反应合成新材料的方法主要有水热法、氧化还原法、高温煅烧法、模板法等，但在这些方法中，反应物一般都是直接接触而发生化学反应。在液相反应中，反应物溶液接触方式不同，合成的产物晶体生长机理不同，因此会得到不同形貌的产物。通常直接的液液接触虽然可以得到特殊形貌或人为形状的晶体，但大多情况下条件要求较为苛刻。 通常的液相化学反应都是反应物的溶液直接接触而发生化学反应，而此液相膜反应器提供一种特殊的反应物接触方式，使两种反应物的溶液通过微孔滤膜的渗透而接触发生反应。 此液相膜反应器是一种用于合成特殊形貌物质的反应容器。结构中包括反应容器，在反应容器内设置有加液管，加液管的加液管口位于反应容器体外，加液管的内端置于反应容器内，加液管的内端口粘贴有微孔滤膜。 此液相膜反应器由三颈烧瓶和玻璃管加工而成，而且根据反应溶液量的不同需求可以方便地进行改造，价格低廉。用此液相膜反应器在常温常压下就可以合成特殊形貌的产物，操作简单，可以为催化、吸附、光学、电学等领域提供新型材料，因此具有重要的应用价值和广阔的市场前景。
科学性、先进性
- 材料的结构和形貌决定性质，性质决定用途，因此制备特殊形貌的材料具有重要意义。目前，虽有关于制备特殊形貌材料的报道，但这些方法一般都需要有机溶剂、模板或在高温高压的条件下进行。使用有机溶剂会对环境造成不良影响，使用模板会给样品的后处理带来困难，在高温高压的条件下进行又会对仪器设备的要求很高，而且上述方法的生产成本均较高。在液相反应中，反应物溶液接触方式不同，合成的产物晶体生长机理不同，因此会得到不同形貌的产物。目前也有关于采用特殊的反应物接触方式进行反应而制备特殊形貌材料的报道，但报道的反应装置都比较复杂，因此，开发一种成本低廉、操作简便、对环境友好的制备特殊形貌材料的方法具有重要意义。 此液相膜反应器克服了上述种种弊端，可以提供一种成本低廉、操作简便、对环境友好的合成特殊形貌材料的反应容器。
获奖情况及鉴定结果
- 荣获2009年石家庄市科技创新创意大赛优秀奖
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 实物
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 此液相膜反应器的使用说明：将一种反应物的溶液置于反应容器中，使加液管内端口的微孔滤膜能够和反应容器中的溶液充分接触。然后通过输液器或其他的滴加装置将另一种反应溶液通过加液管进入并经微孔滤膜滴加到反应容器中，与反应容器中的溶液发生反应。根据实验需要可以进行搅拌和加热。 此液相膜反应器改变了传统的溶液反应中液液直接接触的方式，而使反应物的溶液通过微孔滤膜的渗透而接触发生反应，且其结构简单，操作方便。利用此液相膜反应器可以方便地合成特殊形貌的材料，可以为催化、吸附、光学、电学、磁学等领域提供新型材料，具有重要的应用价值和广阔的市场前景。
同类课题研究水平概述
- 众所周知，材料的结构和形貌决定性质，性质决定用途，因此，制备特殊形貌的材料具有重要意义。目前，虽有关于制备特殊形貌材料的报道，但这些方法一般都需要有机溶剂、模板或在高温高压的条件下进行。使用有机溶剂会对环境造成不良影响，使用模板会给样品的后处理带来困难，在高温高压的条件下进行又会对仪器设备的要求很高，这些都使得生产成本增加。在液相反应中，反应物溶液接触方式不同，合成的产物晶体生长机理不同，因此会得到不同形貌的产物。目前也有关于采用特殊的反应物接触方式进行反应而制备特殊形貌材料的报道，但报道的反应装置一般都比较复杂，因此，开发一种成本低廉、操作简便、对环境友好的制备特殊形貌材料的方法具有重要意义。 此液相膜反应器提供一种特殊的反应物溶液接触方式，通过此液相膜反应器在常温常压下就可以得到特殊形貌的产物。通过改变此液相膜反应器的某些部件也可以很方便地实现特殊条件下的反应，且此液相膜反应器结构简单，操作方便。 此液相膜反应器由三颈烧瓶和玻璃管加工而成，而且根据反应溶液量的不同需求可以方便地进行改造，价格低廉。用此液相膜反应器可以方便地合成特殊形貌的产物，操作简单，可以为催化、吸附、光学、电学、磁学等领域提供新型材料，因此具有重要的应用价值和广阔的市场前景。 通常的液相化学反应都是反应物的溶液直接接触而发生化学反应，而此液相膜反应器提供一种特殊的反应物接触方式，使两种反应物的溶液通过微孔滤膜的渗透而接触发生反应。 用此液相膜反应器可以合成有较大比表面积的材料，由于比表面积较大，所以材料表面的活性位较多，可以为催化、吸附等领域提供新型材料。印染废水因色度高、毒性大、成分复杂和生物溶解性差而较难处理，寻找高效廉价的新型处理剂是当前染料废水处理的研究热点之一。有机染料在进入环境后，通过挥发、淋溶、吸附、脱附、水解、生物富集等过程发生迁移和转化，从而直接或间接地 对人类健康产生危害。工业废水含有大量的重金属离子，重金属离子不能被降解，排放到环境中的重金属对环境的危害是长远的。又由于金属的毒害性、环境移动性以及它们复杂的化学形式，因而水体重金属污染也是困扰人类社会多年的公害。用此液相膜反应器合成的产物形貌特殊且有较大的比表面积，对有机染料和重金属离子有较强的吸附能力。因此在减少有机染料和重金属污染等环境问题领域有广阔的应用前景。
