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超臨界氣凝膠干燥設(shè)備 一、氣凝膠概述： 氣凝膠是一種具有高比表面積、低堆積密度的多孔納米材料。由于氣凝膠具有*的納米結(jié)構(gòu),因此在航天、催化、環(huán)境保護等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景,其制備技術(shù)已成為化學工程研究的一個新興領(lǐng)域。溶膠-凝膠法(Sol-gel)是制備氣凝膠的一種常用方法,它包括溶膠制備、凝膠制備和凝膠干燥這樣三個過程。 凝膠的干燥過程是其中的一個重要過程。傳統(tǒng)的干燥方法對氣凝膠的制備會有以下不利影響:材料的基礎(chǔ)粒子變粗,比表面積大幅下降,孔隙大量減少等。近年發(fā)展起來的超臨界流體干燥技術(shù)(Supercriticalfluiddrying,SCFD)則不會產(chǎn)生這一類的不利影響。 由于超臨界流體兼具氣體和液體的性質(zhì),無氣液界面,因此也就沒有表面張力存在,此時的凝膠毛細管孔中并不存在由表面張力產(chǎn)生的附加壓力。因此利用在超臨界流體條件下對凝膠進行干燥,不會產(chǎn)生由附加壓力而引起的凝膠結(jié)構(gòu)的坍塌,避免了凝膠在干燥過程中的收縮,保持了凝膠網(wǎng)絡(luò)框架結(jié)構(gòu),制得具有高比表面積、粒徑分布均勻、大孔容的超細氣凝膠. 二、實現(xiàn)凝膠干燥的途徑： 常用的干燥介質(zhì)主要有兩類:一類是甲醇、乙醇等有機醇類物質(zhì);還有一類是CO2。 綜合所閱文獻,現(xiàn)有的SCFD技術(shù)可分為以下三類: 2-1、高溫超臨界有機溶劑干燥： 溶膠-凝膠法制備催化劑一般都是在水溶液中進行。由于水的臨界溫度、臨界壓力都比較大(Tc=374.15℃,Pc=22.12MPa),所以水凝膠不適合直接進行超臨界流體干燥。 高溫超臨界有機溶劑干燥法是將反應(yīng)得到的水溶膠用有機溶劑將水置換出來,得到有機溶膠或利用其它方法直接制得有機溶膠,有機溶膠再經(jīng)過老化變?yōu)橛袡C凝膠;然后將有機凝膠置于已放入適量相同溶劑的高壓干燥器中,升溫增壓使該有機溶劑達到超臨界狀態(tài),利用該有機溶劑的超臨界性質(zhì)達到驅(qū)除凝膠中溶劑的目的。 高溫超臨界有機溶劑干燥法操作簡單,干燥效果明顯，在制得水凝膠后,用無水乙醇交換得到醇溶膠,經(jīng)老化得到醇凝膠,以無水乙醇為介質(zhì),用SCFD法干燥醇凝膠。 2-2、液態(tài)CO2置換超臨界干燥： CO2的臨界溫度接近于室溫,且CO2無毒,不易燃易爆。因此CO2必然是進行超臨界流體干燥的一種良好干燥介質(zhì)。液態(tài)CO2置換超臨界干燥法是用CO2取代有機溶劑作為干燥介質(zhì)進行超臨界干燥。 超臨界干燥裝置組成： 超臨界干燥裝置主要由：氣源系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、流量控制系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、壓力控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)、干燥裝置、分離裝置、電腦控制系統(tǒng)及電氣控制、支架箱體等組成。 由于氣凝膠具有的高比表面積特性，其材料在航天、催化、環(huán)保、醫(yī)療等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。氣凝膠的制備干燥技術(shù)已成為化學工程研究的一個新興領(lǐng)域。 我公司在原有超臨界干燥裝置系列超臨界氣凝膠干燥裝置的實際應(yīng)用基礎(chǔ)上進行改進升級，針對該領(lǐng)域研究趨勢進行產(chǎn)品的不斷升級改造，對干燥器及壓力控制兩大系統(tǒng)進行一系列的升級，進一步提高了產(chǎn)品的適用范圍和自動化程度. 主要技術(shù)指標： 凝膠干燥器：2L/40MPa，350℃ 一級分離器0.6L/30MPa，85℃ 乙醇精餾器：Φ34×1300/30MPa，85℃ 制冷系統(tǒng)：3100kcal/h，風冷，法國進口核心部件 儲 罐：4L/16MPa 蓄能器：1L/50MPa 高壓輸送泵：50L/50MPa 變頻器：2.2kW 流量計：6.3～63L/6.3MPa 加熱功率：8.4kW 總功率：9kW 電 源：AC380V 50Hz