传统的干燥方法对气凝胶的制备会有以下不利影响:材料的基础粒子变粗,比表面积大幅下降,孔隙大量减少等。近年发展起来的超临界流体干燥技术则不会产生这一类的不利影响。
气凝胶是一种具有高比表面积、低堆积密度的多孔纳米材料,由于气凝胶具有独特的纳米结构,因此在航天、催化、环境保护等领域有着广阔的应用前景,其制备技术已成为化学工程研究的一个新兴领域。
超临界气凝胶干燥装置的结构如下
1.气凝胶多层料蓝塔。主要用来放置待干燥处理的凝胶物料,该塔包括五层孔板塔式结构,每层可任意组合连接和装卸。
2.分离装置。分离装置是气液分离的主要场所,大部分液体在此得到有效回收,回收液收集后可再度循环利用。
3.电气控制及箱体支架。本装置根据现代实验室要求进行设备的外形设计,美观大方。采用A3磷化喷塑主体结构,人机操作环境,布置得体,与现代实验室搭配和谐。
4.气源系统。一般采用CO2为干燥介质,该系统为用户自备,若非国内气瓶供应或非气瓶直接供应,则需提供气源接入口规格尺寸,以便本装置接入系统正常运行。
5.制冷系统。本系统包括制冷机组、冷箱、冷循环泵等组成。该系统为气源液化主要工作场所,在超临界干燥临界置换过程中,提供液态二氧化碳。
6.制冷机组。制冷量:5100kcal/h。制冷形式:风冷,采用世界名牌压缩机,保证装置制冷需要的稳定供应。
7.温度控制系统。为方便干燥过程中的温度调节,降低手工控制强度,该系统采用PID程序升温控温,在使用过程中,根据升温幅度进行调节,如:0.5℃/min、2℃/min等。设定好温度梯度调节数值后,系统根据此数值进行自诊定自动控制,整个过程自动完成,无需人工操作。温度控制范围:常温~100℃。
8.压力控制系统。压力控制采用我公司与清华大学联合研制的精密背压调节阀进行控制,操作时,缓慢旋转手柄,缓慢释放压力。