傳統的干燥方法對氣凝膠的制備會有以下不利影響:材料的基礎粒子變粗,比表面積大幅下降,孔隙大量減少等。近年發展起來的超臨界流體干燥技術則不會產生這一類的不利影響。
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,由于氣凝膠具有獨特的納米結構,因此在航天、催化、環境保護等領域有著廣闊的應用前景,其制備技術已成為化學工程研究的一個新興領域。
超臨界氣凝膠干燥裝置的結構如下
1.氣凝膠多層料藍塔。主要用來放置待干燥處理的凝膠物料,該塔包括五層孔板塔式結構,每層可任意組合連接和裝卸。
2.分離裝置。分離裝置是氣液分離的主要場所,大部分液體在此得到有效回收,回收液收集后可再度循環利用。
3.電氣控制及箱體支架。本裝置根據現代實驗室要求進行設備的外形設計,美觀大方。采用A3磷化噴塑主體結構,人機操作環境,布置得體,與現代實驗室搭配和諧。
4.氣源系統。一般采用CO2為干燥介質,該系統為用戶自備,若非國內氣瓶供應或非氣瓶直接供應,則需提供氣源接入口規格尺寸,以便本裝置接入系統正常運行。
5.制冷系統。本系統包括制冷機組、冷箱、冷循環泵等組成。該系統為氣源液化主要工作場所,在超臨界干燥臨界置換過程中,提供液態二氧化碳。
6.制冷機組。制冷量:5100kcal/h。制冷形式:風冷,采用世界名牌壓縮機,保證裝置制冷需要的穩定供應。
7.溫度控制系統。為方便干燥過程中的溫度調節,降低手工控制強度,該系統采用PID程序升溫控溫,在使用過程中,根據升溫幅度進行調節,如:0.5℃/min、2℃/min等。設定好溫度梯度調節數值后,系統根據此數值進行自診定自動控制,整個過程自動完成,無需人工操作。溫度控制范圍:常溫~100℃。
8.壓力控制系統。壓力控制采用我公司與清華大學聯合研制的精密背壓調節閥進行控制,操作時,緩慢旋轉手柄,緩慢釋放壓力。