CN111646515B - 一种制备铁酸锌的小型一体化装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制备铁酸锌的小型一体化装置。采用的技术方案是：包括装置底座、控制箱、操作面板、试剂称量称、净化制水装置、溶液制备机构、恒温反应机构、过滤洗涤机构和分解加热装置，所述溶液制备机构一侧设置有所述恒温反应机构，所述恒温反应机构一侧设置有所述过滤洗涤机构，所述过滤洗涤机构一侧设置有所述分解加热装置。通过溶液制备机构实现反应溶液预配置和搅拌，保证反应溶液试剂比例准确可控，通过恒温反应机构实现反应溶液预加热，保障反应温度稳定，保证反应效果，通过过滤洗涤机构实现生成物固体高效洗涤，便于检测洗涤质量，通过分解加热装置加热制备铁酸锌固体，通过抽风箱降低有害气体排放。

Description

一种制备铁酸锌的小型一体化装置

技术领域

本发明属于铁酸锌制备设备领域，涉及一种制备铁酸锌的小型一体化装置。

背景技术

近年来，铁酸锌(ZnFe2O4)材料被广泛用于磁性材料、新能源材料、隐身材料、环境材料等领域范围，是一种重要的功能材料，ZnFe2O4拥有磁学性能、吸波性能、吸附性能、催化性能、电化学性能等重要性能，大量研究都集中在制备ZnFe2O4作为可见光敏感的半导体催化剂，实验室制备铁酸锌需要严格控制反应药品计量比例，严格控制两种溶液混合时的75摄氏度反应温度，进行过滤洗涤加热完成ZnFe2O4制备，实验器材复杂，对步骤温度要求高，容易因操作失误影响制备效果。

发明内容

鉴于现有技术中所存在的问题，本发明公开了一种制备铁酸锌的小型一体化装置，采用的技术方案是，包括装置底座、控制箱、操作面板、试剂称量称、净化制水装置、溶液制备机构、恒温反应机构、过滤洗涤机构和分解加热装置，所述装置底座前部设置有所述控制箱，所述控制箱前部连接所述操作面板，所述控制箱后部设置有所述溶液制备机构，所述溶液制备机构内侧下部设置有所述净化制水装置，所述净化制水装置上侧设置有所述试剂称量称，所述溶液制备机构一侧设置有所述恒温反应机构，所述恒温反应机构一侧设置有所述过滤洗涤机构，所述过滤洗涤机构一侧设置有所述分解加热装置；

所述恒温反应机构包括恒温水箱，所述恒温水箱后侧设置有水箱循环加热装置，所述恒温水箱内部一侧设置有第一溶液加热管道，所述第一溶液加热管道，所述第一溶液加热管道前部设置有第二溶液加热管道，所述恒温水箱另一侧固定连接所述反应罐支架，所述反应罐支架内侧固定连接恒温反应罐，所述反应罐支架上部固定连接搅拌电机支架，所述搅拌电机支架上部设置有反应搅拌电机，所述反应搅拌电机下侧转动连接反应搅拌架，所述反应搅拌架下侧连接玻璃搅拌棒，所述恒温水箱通过螺栓连接所述水箱循环加热装置，所述反应罐支架通过焊接连接所述恒温水箱，所述反应罐支架通过螺栓固定所述恒温反应罐，所述搅拌电机支架通过焊接连接所述反应罐支架，所述反应罐支架通过螺丝连接所述反应搅拌电机，所述反应搅拌电机通过联轴器连接所述反应搅拌架，所述反应搅拌架通过螺纹连接所述玻璃搅拌棒。

作为本发明的一种优选方案，所述溶液制备机构包括制备罐支架，所述制备罐支架一侧固定连接固定圈，所述固定圈内侧固定第一制备罐和第二制备罐，所述第一制备罐上端一侧设置有试剂进料槽，所述第一制备罐另一侧设置有电机支架，所述电机支架上部设置有制备搅拌电机，所述制备搅拌电机下端转动连接旋转搅拌架，所述旋转搅拌架下端固定连接搅拌棒，所述第一制备罐下部设置有溶液泵，所述溶液泵一侧连接第一溶液管道，所述第一溶液管道一侧连接溶液管道支架，所述第二制备罐下部设置有溶液泵，所述溶液泵一侧连接第二溶液管道，所述制备罐支架通过焊接连接所述固定圈，所述固定圈通过螺栓固定所述第一制备罐和所述第二制备罐，所述第一制备罐通过焊接连接所述试剂进料槽，所述第一制备罐通过焊接连接所述电机支架，所述电机支架通过螺栓连接所述制备搅拌电机，所述制备搅拌电机通过联轴器连接所述旋转搅拌架，所述旋转搅拌架通过螺纹连接所述搅拌棒，所述第一制备罐通过管道连接所述溶液泵，所述溶液泵通过插槽连接所述第一溶液管道和所述第二溶液管道。

作为本发明的一种优选方案，所述过滤洗涤机构包括抽液管道，所述抽液管道内侧固定连接抽液支架，所述抽液管道一侧下端连接抽液泵，所述抽液泵下端连接供液管道，所述供液管道后侧下端设置有供水管道，所述供水管道下端通过供水管道支架固定，所述供水管道下端设置有滴液管道，所述滴液管道下端设置有滤网支架，所述滤网支架内侧设置有滤纸支撑网，所述滤纸支撑网下端两侧设置有排液管道，所述排液管道两侧设置有滤液检测盒，所述抽液管道通过所述抽液支架固定，所述抽液泵通过螺栓连接所述抽液支架，所述滤网支架通过卡槽连接所述滤纸支撑网。

作为本发明的一种优选方案，所述分解加热装置包括加热架，所述加热架内侧设置有玻璃皿槽，所述加热架上部一侧设置有抽风箱，所述抽风箱一侧后端连接抽风管道，所述加热架后部连接加热箱，所述加热架通过焊接连接所述抽风箱，所述抽风箱通过插槽连接所述抽风管道，所述加热箱加热所述玻璃皿槽。

作为本发明的一种优选方案，所述第一溶液管道与所述第一溶液加热管道一体连接，所述第二溶液管道与所述第二溶液加热管道一体连接。

本发明的有益效果：通过溶液制备机构实现反应溶液预配置和搅拌，保证反应溶液试剂比例准确可控，通过恒温反应机构实现反应溶液预加热，保障反应温度稳定，保证反应效果，通过过滤洗涤机构实现生成物固体高效洗涤，便于检测洗涤质量，通过分解加热装置加热制备铁酸锌固体，通过抽风箱降低有害气体排放。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的溶液制备机构结构示意图；

图3为本发明的恒温反应机构结构示意图；

图4为本发明的过滤洗涤机构结构示意图；

图5为本发明的分解加热装置结构示意图；

图中：1、装置底座；2、控制箱；3、操作面板；4、试剂称量称；5、净化制水装置；6、溶液制备机构；7、恒温反应机构；8、过滤洗涤机构；9、分解加热装置；601、制备罐支架；602、固定圈；603、第一制备罐；604、第二制备罐；605、试剂进料槽；606、电机支架；607、制备搅拌电机；608、旋转搅拌架；609、搅拌棒；610、溶液泵；611、溶液管道支架；612、第一溶液管道；613、第二溶液管道；701、恒温水箱；702、水箱循环加热装置；703、第一溶液加热管道；704、第二溶液加热管道；705、恒温反应罐；706、反应罐支架；707、反应搅拌电机；708、反应搅拌架；709、玻璃搅拌棒；710、搅拌电机支架；801、抽液管道；802、抽液支架；803、抽液泵；804、供液管道；805、供水管道；806、供水管道支架；807、滴液管道；808、滤网支架；809、滤纸支撑网；810、排液管道；811、滤液检测盒；901、加热架；902、玻璃皿槽；903、抽风箱；904、抽风管道；905、加热箱。

具体实施方式

如图1至图5所示，本发明所述的一种制备铁酸锌的小型一体化装置，采用的技术方案是，包括装置底座1、控制箱2、操作面板3、试剂称量称4、净化制水装置5、溶液制备机构6、恒温反应机构7、过滤洗涤机构8和分解加热装置9，所述装置底座1前部设置有所述控制箱2，所述控制箱2前部连接所述操作面板3，所述控制箱2后部设置有所述溶液制备机构6，所述溶液制备机构6内侧下部设置有所述净化制水装置5，所述净化制水装置5上侧设置有所述试剂称量称4，所述溶液制备机构6一侧设置有所述恒温反应机构7，所述恒温反应机构7一侧设置有所述过滤洗涤机构8，所述过滤洗涤机构8一侧设置有所述分解加热装置9；

所述恒温反应机构7包括恒温水箱701，所述恒温水箱701后侧设置有水箱循环加热装置702，所述恒温水箱701内部一侧设置有第一溶液加热管道703，所述第一溶液加热管道703，所述第一溶液加热管道703前部设置有第二溶液加热管道704，所述恒温水箱701另一侧固定连接所述反应罐支架706，所述反应罐支架706内侧固定连接恒温反应罐705，所述反应罐支架706上部固定连接搅拌电机支架710，所述搅拌电机支架710上部设置有反应搅拌电机707，所述反应搅拌电机707下侧转动连接反应搅拌架708，所述反应搅拌架708下侧连接玻璃搅拌棒709，所述恒温水箱701通过螺栓连接所述水箱循环加热装置702，所述反应罐支架706通过焊接连接所述恒温水箱701，所述反应罐支架706通过螺栓固定所述恒温反应罐705，所述搅拌电机支架710通过焊接连接所述反应罐支架706，所述反应罐支架706通过螺丝连接所述反应搅拌电机707，所述反应搅拌电机707通过联轴器连接所述反应搅拌架708，所述反应搅拌架708通过螺纹连接所述玻璃搅拌棒709。

优选地，所述溶液制备机构6包括制备罐支架601，所述制备罐支架601一侧固定连接固定圈602，所述固定圈602内侧固定第一制备罐603和第二制备罐604，所述第一制备罐603上端一侧设置有试剂进料槽605，所述第一制备罐603另一侧设置有电机支架606，所述电机支架606上部设置有制备搅拌电机607，所述制备搅拌电机607下端转动连接旋转搅拌架608，所述旋转搅拌架608下端固定连接搅拌棒609，所述第一制备罐603下部设置有溶液泵610，所述溶液泵610一侧连接第一溶液管道612，所述第一溶液管道612一侧连接溶液管道支架611，所述第二制备罐604下部设置有溶液泵610，所述溶液泵610一侧连接第二溶液管道613，所述制备罐支架601通过焊接连接所述固定圈602，所述固定圈602通过螺栓固定所述第一制备罐603和所述第二制备罐604，所述第一制备罐603通过焊接连接所述试剂进料槽605，所述第一制备罐603通过焊接连接所述电机支架606，所述电机支架606通过螺栓连接所述制备搅拌电机607，所述制备搅拌电机607通过联轴器连接所述旋转搅拌架608，所述旋转搅拌架608通过螺纹连接所述搅拌棒609，所述第一制备罐603通过管道连接所述溶液泵610，所述溶液泵610通过插槽连接所述第一溶液管道612和所述第二溶液管道613。

优选地，所述过滤洗涤机构8包括抽液管道801，所述抽液管道801内侧固定连接抽液支架802，所述抽液管道801一侧下端连接抽液泵803，所述抽液泵803下端连接供液管道804，所述供液管道804后侧下端设置有供水管道805，所述供水管道805下端通过供水管道支架806固定，所述供水管道805下端设置有滴液管道807，所述滴液管道807下端设置有滤网支架808，所述滤网支架808内侧设置有滤纸支撑网809，所述滤纸支撑网809下端两侧设置有排液管道810，所述排液管道810两侧设置有滤液检测盒811，所述抽液管道801通过所述抽液支架802固定，所述抽液泵803通过螺栓连接所述抽液支架802，所述滤网支架808通过卡槽连接所述滤纸支撑网809。

优选地，所述分解加热装置9包括加热架901，所述加热架901内侧设置有玻璃皿槽902，所述加热架901上部一侧设置有抽风箱903，所述抽风箱903一侧后端连接抽风管道904，所述加热架901后部连接加热箱905，所述加热架901通过焊接连接所述抽风箱903，所述抽风箱903通过插槽连接所述抽风管道904，所述加热箱905加热所述玻璃皿槽902。

优选地，所述第一溶液管道612与所述第一溶液加热管道703一体连接，所述第二溶液管道613与所述第二溶液加热管道704一体连接。

本发明的工作原理：实验人员通过操作面板3启动装置和进行各机构调整，控制箱2为装置各电机装置提供配电和控制，实验人员使用试剂称量称4称量一定量的(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O和ZnSO4·7H2O，保证(Fe2+)/n(Zn2+)为2:1，将固体试剂通过试剂进料槽605加入第一制备罐603，称量一定量的(NH4)2C2O4·7H2O通过试剂进料槽605加入第二制备罐604，净化制水装置5产生净化水加入第一制备罐603和第二制备罐604，制备搅拌电机607驱动所述旋转搅拌架608和所述搅拌棒609完成溶液搅拌，溶液通过溶液泵610带动分别通过第一溶液管道612和第二溶液管道613进入恒温反应机构7，水箱循环加热装置702加热恒温水箱701将温度恒定在75摄氏度，溶液通过第一溶液加热管道703和第二溶液加热管道704预热到75摄氏度注入恒温反应罐705内反应，反应搅拌电机707驱动反应搅拌架708和玻璃搅拌棒709旋转完成搅拌，反应液和ZnFe2(C2O4)3·6H2O沉淀通过抽液泵803进入供液管道804，滤纸支撑网809上设置滤纸，净化制水装置5提供洗涤纯水通过供水管道805进入滴液管道807，滤纸完成ZnFe2(C2O4)3·6H2O过滤，实验人员可通过滤液检测盒811取滤液加入BaCl2溶液检测试剂检测洗涤效果，加热箱905完成玻璃皿槽902加热，过滤洗涤后的ZnFe2(C2O4)3·6H2O固体加入玻璃皿放入玻璃皿槽902中加入完成铁酸锌制备，抽风箱903除去反应中产生的有害气体。

本文中未详细说明的电路控制方式为现有技术。

上述虽然对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，而不具备创造性劳动的修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (5)

1.一种制备铁酸锌的小型一体化装置，其特征在于：包括装置底座(1)、控制箱(2)、操作面板(3)、试剂称量称(4)、净化制水装置(5)、溶液制备机构(6)、恒温反应机构(7)、过滤洗涤机构(8)和分解加热装置(9)，所述装置底座(1)前部设置有所述控制箱(2)，所述控制箱(2)前部连接所述操作面板(3)，所述控制箱(2)后部设置有所述溶液制备机构(6)，所述溶液制备机构(6)内侧下部设置有所述净化制水装置(5)，所述净化制水装置(5)上侧设置有所述试剂称量称(4)，所述溶液制备机构(6)一侧设置有所述恒温反应机构(7)，所述恒温反应机构(7)一侧设置有所述过滤洗涤机构(8)，所述过滤洗涤机构(8)一侧设置有所述分解加热装置(9)；

所述恒温反应机构(7)包括恒温水箱(701)，所述恒温水箱(701)后侧设置有水箱循环加热装置(702)，所述恒温水箱(701)内部一侧设置有第一溶液加热管道(703)，所述第一溶液加热管道(703)，所述第一溶液加热管道(703)前部设置有第二溶液加热管道(704)，所述恒温水箱(701)另一侧固定连接反应罐支架(706)，所述反应罐支架(706)内侧固定连接恒温反应罐(705)，所述反应罐支架(706)上部固定连接搅拌电机支架(710)，所述搅拌电机支架(710)上部设置有反应搅拌电机(707)，所述反应搅拌电机(707)下侧转动连接反应搅拌架(708)，所述反应搅拌架(708)下侧连接玻璃搅拌棒(709)，所述恒温水箱(701)通过螺栓连接所述水箱循环加热装置(702)，所述反应罐支架(706)通过焊接连接所述恒温水箱(701)，所述反应罐支架(706)通过螺栓固定所述恒温反应罐(705)，所述搅拌电机支架(710)通过焊接连接所述反应罐支架(706)，所述反应罐支架(706)通过螺丝连接所述反应搅拌电机(707)，所述反应搅拌电机(707)通过联轴器连接所述反应搅拌架(708)，所述反应搅拌架(708)通过螺纹连接所述玻璃搅拌棒(709)。

2.根据权利要求1所述的一种制备铁酸锌的小型一体化装置，其特征在于：所述溶液制备机构(6)包括制备罐支架(601)，所述制备罐支架(601)一侧固定连接固定圈(602)，所述固定圈(602)内侧固定第一制备罐(603)和第二制备罐(604)，所述第一制备罐(603)上端一侧设置有试剂进料槽(605)，所述第一制备罐(603)另一侧设置有电机支架(606)，所述电机支架(606)上部设置有制备搅拌电机(607)，所述制备搅拌电机(607)下端转动连接旋转搅拌架(608)，所述旋转搅拌架(608)下端固定连接搅拌棒(609)，所述第一制备罐(603)下部设置有溶液泵(610)，所述溶液泵(610)一侧连接第一溶液管道(612)，所述第一溶液管道(612)一侧连接溶液管道支架(611)，所述第二制备罐(604)下部设置有溶液泵(610)，所述溶液泵(610)一侧连接第二溶液管道(613)，所述制备罐支架(601)通过焊接连接所述固定圈(602)，所述固定圈(602)通过螺栓固定所述第一制备罐(603)和所述第二制备罐(604)，所述第一制备罐(603)通过焊接连接所述试剂进料槽(605)，所述第一制备罐(603)通过焊接连接所述电机支架(606)，所述电机支架(606)通过螺栓连接所述制备搅拌电机(607)，所述制备搅拌电机(607)通过联轴器连接所述旋转搅拌架(608)，所述旋转搅拌架(608)通过螺纹连接所述搅拌棒(609)，所述第一制备罐(603)通过管道连接所述溶液泵(610)，所述溶液泵(610)通过插槽连接所述第一溶液管道(612)和所述第二溶液管道(613)。

3.根据权利要求1所述的一种制备铁酸锌的小型一体化装置，其特征在于：所述过滤洗涤机构(8)包括抽液管道(801)，所述抽液管道(801)内侧固定连接抽液支架(802)，所述抽液管道(801)一侧下端连接抽液泵(803)，所述抽液泵(803)下端连接供液管道(804)，所述供液管道(804)后侧下端设置有供水管道(805)，所述供水管道(805)下端通过供水管道支架(806)固定，所述供水管道(805)下端设置有滴液管道(807)，所述滴液管道(807)下端设置有滤网支架(808)，所述滤网支架(808)内侧设置有滤纸支撑网(809)，所述滤纸支撑网(809)下端两侧设置有排液管道(810)，所述排液管道(810)两侧设置有滤液检测盒(811)，所述抽液管道(801)通过所述抽液支架(802)固定，所述抽液泵(803)通过螺栓连接所述抽液支架(802)，所述滤网支架(808)通过卡槽连接所述滤纸支撑网(809)。

4.根据权利要求1所述的一种制备铁酸锌的小型一体化装置，其特征在于：所述分解加热装置(9)包括加热架(901)，所述加热架(901)内侧设置有玻璃皿槽(902)，所述加热架(901)上部一侧设置有抽风箱(903)，所述抽风箱(903)一侧后端连接抽风管道(904)，所述加热架(901)后部连接加热箱(905)，所述加热架(901)通过焊接连接所述抽风箱(903)，所述抽风箱(903)通过插槽连接所述抽风管道(904)，所述加热箱(905)加热所述玻璃皿槽(902)。

5.根据权利要求2所述的一种制备铁酸锌的小型一体化装置，其特征在于：所述第一溶液管道(612)与所述第一溶液加热管道(703)一体连接，所述第二溶液管道(613)与所述第二溶液加热管道(704)一体连接。

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