一种活性炭负载纳米铁制备装置的制作方法

1.本发明涉及活性炭负载技术领域，具体而言，涉及一种活性炭负载纳米铁制备装置。


背景技术：

2.活性碳具有非极性表面，为疏水性和亲有机物的吸附剂，它具有性能稳定，抗癌性，吸附容量大和解吸容易等优点，经多次循环操作仍可保持原有的吸附性能。活性碳主要是由c、h、o三种元素组成的。碳原子以类石墨碳形式存在。活性碳的物理结构由大孔，中孔(即过渡孔)和微孔组成，孔隙结构占总体积的80～90％。一般大孔直径大于100nm，过渡孔直径在4～100nm之间，微孔直径小于4nm。在吸附的过程中，比较大的分子吸附在大孔中，更小一点的分子通过过渡孔进入微孔。正是因为活性碳有发达的微孔结构，所以具有巨大的比表面积。另外，由于碳固体表面原子不饱和性的存在，它们将以化学形式结合碳成分以外的原子和原子基团，形成各种表面功能基团，因而使活性碳产生了各种各样的吸附特性。这些官能团主要是含氧官能团，如羟基、羰基、羧基、内酯基等，羟基、醚基约占25％，羰基、羧基、酯基约占10％。
3.纳米级铁颗粒由于受地磁力、小颗粒间的静磁力以及表面张力等共同作用，容易发生团聚。活性碳的引入能够对溶液中生成的纳米铁起分散作用，减小其发生团聚的概率。同时，由于活性碳具有良好的吸附性能，活性碳负载的纳米铁材料可以同时发挥活性碳的吸附作用及纳米铁的还原作用，可更有效的用于有机污染物处理，尤其是污染物浓度较低的区域。
4.现有的活性炭负载纳米铁材料制备组件一般包括三口烧杯、过滤装置以及烘干装置等，活性炭先被投入三口烧杯内与去离子水反应，之后将三口烧杯内的反应液体倒入过滤装置内过滤，之后再倒入烘干装置中烘干。接着将烘干装置内的物质倒入三口烧杯内与feso4溶液搅拌，feso4溶液与活性炭充分混合后再倒入kbh4溶液，最后再依次倒入过滤装置和烘干装置内。这种活性炭负载纳米铁材料制备组件结构复杂，操作繁琐。


技术实现要素：

5.本发明公开了一种活性炭负载纳米铁制备装置，以改善上述的问题。
6.本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：
7.基于上述的目的，本发明公开了一种活性炭负载纳米铁制备装置，包括：
8.容器，所述容器上设置有第一开口和第二开口，所述第一开口和所述第二开口相对设置，所述容器的侧壁上设置有收集口；
9.盖体，所述盖体盖接于所述容器，所述盖体位于所述第一开口处，所述盖体与所述容器之间形成反应腔；
10.控制组件，所述控制组件与所述容器转动连接，所述控制组件位于所述第二开口处，转动所述控制组件以使所述第二开口打开或者关闭；
11.过滤网，所述过滤网位于所述第二开口处，且所述过滤网位于所述反应腔内，所述收集口位于所述第一开口和所述过滤网之间；
12.加热组件，所述加热组件安装于所述容器的侧壁；以及
13.搅拌组件，所述搅拌组件位于所述容器内。
14.可选地：所述过滤网的顶面倾斜设置，所述过滤网靠近所述收集口的一端低于所述过滤网的另一端。
15.可选地：所述搅拌组件包括：
16.第一搅拌轴，所述第一搅拌轴与所述盖体转动连接；
17.第二搅拌轴，所述第二搅拌轴与所述第一搅拌通过万向节连接，所述第二搅拌轴与所述过滤网垂直设置；
18.第一搅拌扇，所述第一搅拌扇安装于所述第一搅拌轴；
19.第二搅拌扇，所述第二搅拌扇安装于所述第二搅拌轴，且所述第二搅拌扇贴附于所述过滤网；以及
20.电机，所述电机安装于所述盖体，且所述电机与所述第一搅拌轴传动连接。
21.可选地：所述容器上设置有第一滑槽和第二滑槽，所述第一滑槽沿所述容器的高度方向延伸，所述第二滑槽的一端与所述第一滑槽连通，所述第二滑槽的另一端延伸至所述容器的外侧壁，所述容器上设置有滑块和凸块，所述凸块沿所述第一滑槽的内壁向内凸出，所述滑块滑动设置于所述第二滑槽内；
22.所述控制组件上设置有卡座、控制扇、转动条和第一弹性件，所述控制扇与所述卡座的底部转动连接，所述转动条与所述卡座转动连接，所述第一弹性件的两端分别与所述卡座和所述转动条连接，所述第一弹性件令所述转动条的自由端具有远离所述卡座的趋势，所述转动条与所述凸块卡接配合。
23.可选地：述凸块上设置有斜面，所述斜面的倾斜角度小于或者等于所述转动条的最大倾斜角度。
24.可选地：所述第二滑槽与所述第一滑槽垂直设置。
25.可选地：所述控制组件上还包括第一控制块、第二控制块和第二弹性件，所述第一控制块与所述卡座滑动连接，所述第二控制块与所述控制扇滑动连接，且所述第二控制块背离所述控制扇的一端抵接于所述第一控制块，所述第二弹性件的两端分别与所述第二控制块和所述控制扇连接，所述第二弹性件令所述第二控制块具有沿所述卡座离开所述控制扇的趋势；
26.当所述转动条与所述凸块形成卡接时，所述第一控制块抵接于所述凸块，且所述第一控制块将所述第二控制块推入所述控制扇内，以使所述第一控制块和所述第二控制块的接触面与所述控制扇的顶面相平。
27.可选地：所述卡座上设置有第一凹槽和第二凹槽，所述第一控制块滑动设置于所述第一凹槽内，所述第二凹槽与所述第一凹槽连通，所述第二控制块朝向远离所述控制组件的方向移动时能够进入所述第二凹槽内。
28.可选地：所述控制扇上设置有第三凹槽和第四凹槽，第三凹槽与所述第二凹槽连通，第四凹槽与所述第三凹槽连通，且所述第四凹槽位于所述第三凹槽背离所述卡座的一侧，所述第二控制块滑动设置于所述第三凹槽内，所述第二弹性件设置于所述第四凹槽内。
29.可选地：所述容器的外壁的横截面呈矩形，所述容器的内壁的横截面呈圆形。
30.与现有技术相比，本发明实现的有益效果是：
31.本发明公开的活性炭负载纳米铁制备装置结构简单，使用时，首先将活性炭和去离子水投入容器内搅拌，然后打开控制组件，令多余的液体流出，烘干之后再向容器内加入feso4溶液，feso4溶液与活性炭充分混合后再倒入kbh4溶液，之后再打开控制组件令多余的液体流出，烘干后即可得到活性炭负载纳米铁制备装置，活性炭无需来回更换位置，操作更加简单方便。
附图说明
32.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
33.图1示出了本发明实施例公开的活性炭负载纳米铁制备装置的示意图；
34.图2示出了本发明实施例公开的图1的局部放大图；
35.图3示出了本发明实施例公开的容器的局部放大图；
36.图4示出了本发明实施例公开的控制组件在第一状态时的示意图；
37.图5示出了本发明实施例公开的控制组件在第二状态时的示意图；
38.图6示出了本发明实施例公开的搅拌组件的示意图；
39.图7示出了本发明实施例公开的容器时的示意图。
40.图中：
41.110-容器；111-滑块；112-凸块；113-第一滑槽；114-第二滑槽；115-第一开口；116-第二开口；117-反应腔；118-收集口；120-盖体；130-控制组件；131-卡座；1311-第一凹槽；1312-第二凹槽；132-控制扇；1321-第三凹槽；1322-第四凹槽；133-转动条；134-第一弹性件；135-第一控制块；136-第二控制块；137-第二弹性件；140-过滤网；150-搅拌组件；151-电机；152-第一搅拌轴；153-第二搅拌轴；154-第一搅拌扇；155-第二搅拌扇；160-加热组件。
具体实施方式
42.下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
43.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
44.因此，以下对在附图中公开的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
45.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相
互组合。
46.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
47.在本技术实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
48.在本技术实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
49.实施例：
50.参阅图1，本发明实施例公开了一种活性炭负载纳米铁制备装置，其包括容器110、盖体120、控制组件130、过滤网140、加热组件160以及搅拌组件150。盖体120安装于容器110的顶部，控制组件130与容器110的底部转动连接，过滤网140设置在容器110的底部，搅拌组件150用于对活性炭、去离子水、feso4溶液和kbh4溶液进行搅拌，加热组件160用于对反应结束后得到的物质进行烘干。
51.本发明公开的活性炭负载纳米铁制备装置结构简单，使用时，首先将活性炭和去离子水投入容器110内搅拌，然后打开控制组件130，令多余的液体流出，烘干之后再向容器110内加入feso4溶液，feso4溶液与活性炭充分混合后再倒入kbh4溶液，之后再打开控制组件130令多余的液体流出，烘干后即可得到活性炭负载纳米铁制备装置，活性炭无需来回更换位置，操作更加简单方便。
52.参阅图7，容器110呈上下通透结构，容器110的顶部为第一开口115，容器110的底部为第二开口116，在容器110的侧壁上设置有收集口118，最终得到的活性炭负载纳米铁材料可以通过该收集口118进行收集。容器110的外壁的横截面呈矩形，以方便安装需要转动的控制组件130；容器110内壁的横截面呈圆形，一方便对活性炭以及各种液体进行搅拌。
53.盖体120设置于容器110的顶部，盖体120安装在第一开口115处，盖体120与容器110盖接形成反应腔117。在盖体120上设置有第一通孔、第二通孔、第三通孔和第四通孔，第一通孔、第二通孔、第三通孔和第四通孔均与反应腔117连通。第一通孔用于投放活性炭，第二通孔用于投放去离子水，第三通孔用于投放feso4溶液，第四通孔用于投放kbh4溶液。
54.过滤网140安装在容器110的底部，过滤网140位于第二开口116处，且过滤网140位于收集口118的下方。为了便于收集活性炭负载纳米铁材料，可以令过滤网140的顶面与收集口118的底部相平，这样可以方便活性炭负载纳米铁材料落入收集口118内。在安装过滤网140时，可以将过滤网140倾斜安装，令过滤网140靠近收集口118的一端低于过滤网140的另一端，或者令过滤网140的顶面倾斜设置，过滤网140顶面靠近收集口118的一端低于过滤网140的另一端，这样在收集口118打开后，活性炭负载纳米铁材料更加方便落入收集口118内。
55.加热组件160安装在盖体120朝向反应腔117的一侧，当反应腔117内的液体被排出后，加热组件160开始工作，对反应腔117内剩余的物质进行烘干。
56.参阅图6，搅拌组件150用于对容器110内的物质以及液体进行搅拌。具体地，搅拌组件150包括电机151、第一搅拌轴152、第二搅拌轴153、第一搅拌扇154以及第二搅拌扇155。电机151安装于盖体120，且电机151与第一搅拌轴152传动连接，第一搅拌轴152的第一端与盖体120转动连接，第一搅拌轴152的第二端安装有万向节，第二搅拌轴153通过万向节与第一搅拌轴152连接，且第二搅拌轴153与过滤网140垂直设置。第一搅拌扇154安装于第一搅拌轴152，第二搅拌扇155安装于第二搅拌轴153，且第二搅拌扇155贴附于过滤网140。在搅拌组件150工作时，能够带动反应腔117内的物质和液体一起转动，当最后得到活性炭负载纳米铁材料后，搅拌组件150继续转动，可以将过滤网140上的活性炭负载纳米铁材料拨向收集口118。具体的，在第二搅拌扇155转动的过程中，位于过滤网140较低位置的活性炭负载纳米铁材料在随第二搅拌扇155移动时，活性炭负载纳米铁材料在其自身重力的作用下，沿倾斜设置的过滤网140向下移动，从而落入收集口118内；位于过滤网140较高位置的活性炭负载纳米铁材料在随第二搅拌扇155转动时，首先靠近第二搅拌轴153，之后转动至过滤网140较低的位置时，如上述的活性炭负载纳米铁材料一般落入收集口118内。
57.参阅图2、图4和图5，控制组件130与容器110转动连接，控制组件130位于第二开口116处，转动控制组件130以使第二开口116打开或者关闭。具体地，控制组件130包括卡座131、控制扇132、转动条133、第一弹性件134、第一控制块135、第二控制块136和第二弹性件137。
58.参阅图3，容器110上设置有第一滑槽113和第二滑槽114，第二滑槽114与第一滑槽113垂直设置。第一滑槽113沿容器110的高度方向延伸，第二滑槽114的一端与第一滑槽113连通，第二滑槽114的另一端延伸至容器110的外侧壁。容器110上设置有滑块111和凸块112，凸块112沿第一滑槽113的内壁向内凸出，滑块111滑动设置于第二滑槽114内。凸块112朝向容器110底部的一侧设置有斜面，该斜面的倾斜角度小于或者等于转动条133的最大倾斜角度。该斜面用于与转动条133进行配合，令卡座131与容器110形成卡接时更加的方便。
59.参阅图2至图5，控制扇132与卡座131的底部转动连接。转动条133与卡座131转动连接，第一弹性件134的两端分别与卡座131和转动条133连接，第一弹性件134令转动条133的自由端具有远离卡座131的趋势，转动条133与凸块112卡接配合。第一控制块135与卡座131滑动连接，第二控制块136与控制扇132滑动连接，且第二控制块136背离控制扇132的一端抵接于第一控制块135。第二弹性件137的两端分别与第二控制块136和控制扇132连接，第二弹性件137令第二控制块136具有沿卡座131离开控制扇132的趋势。
60.当转动条133与凸块112形成卡接时，第一控制块135抵接于凸块112，且第一控制块135将第二控制块136推入控制扇132内，以使第一控制块135和第二控制块136的接触面与控制扇132的顶面相平，此时控制可以相对于容器110转动。
61.卡座131上设置有第一凹槽1311和第二凹槽1312。第一控制块135滑动设置于第一凹槽1311内，第二凹槽1312与第一凹槽1311连通。第二控制块136朝向远离控制组件130的方向移动时能够进入第二凹槽1312内。控制扇132上设置有第三凹槽1321和第四凹槽1322。第三凹槽1321与第二凹槽1312连通，第四凹槽1322与第三凹槽1321连通，且第四凹槽1322位于第三凹槽1321背离卡座131的一侧。第二控制块136滑动设置于第三凹槽1321内，第二
弹性件137设置于第四凹槽1322内。
62.控制组件130通过卡座131能够与容器110形成可拆卸配合，这样在更换过滤网140时更加的方便。控制组件130与容器110之间的安装和工作是这样的：
63.初始时，控制组件130和容器110相互分开，此时便于对过滤网140进行更换。参阅图4，此时第二控制块136在第二弹性件137的作用下卡入卡座131上的第二凹槽1312内，此时控制扇132无法相对于卡座131转动，在进行卡座131与容器110的安装时更加的方便。
64.安装时，将卡座131由下往上卡入容器110的第一滑槽113内。当转动条133与凸块112接触，转动条133在凸块112的限制下克服第一弹性件134的弹力朝向卡座131靠近，此时卡座131可以继续沿第一滑槽113向上滑动。当转动条133进入第二滑槽114内后，转动条133的自由端在第一弹性件134的弹力作用下沿顺时针转动一定的角度，此时转动条133的底部与凸块112的底部形成卡接，令转动条133和卡座131无法沿第一滑槽113向下移动。在转动条133受到凸块112的压迫后并继续向上移动的过程中，第一控制块135也随卡座131沿第一滑槽113向上移动，并且在此过程中，第一控制块135会与凸块112的底部形成抵接。第一控制块135与凸块112的底部形成抵接后，第一控制块135不再随卡座131继续向上移动，因此，卡座131继续向上移动时，第一控制块135会相对于卡座131向下移动，并推动第二控制块136朝向控制扇132移动。当转动条133卡入第二滑槽114时，参阅图5，第二控制块136完全回到第三凹槽1321内，此时第二控制块136的顶面(即第一控制块135与第二控制块136的接触面)刚好与控制扇132的顶面相平，此时控制扇132可以相对于卡座131转动，并对第二开口116的开闭进行控制。
65.当需要对过滤网140进行更换时，需首先将控制组件130从容器110上拆下。此时只需按动滑块111，滑块111会沿第二滑动并推动转动条133，此时转动条133克服第一弹性件134的弹力朝向卡座131靠近，并退出凸块112的范围。此时转动条133可以随卡座131向下移动，即此时可以将控制组件130从容器110上取下。
66.以上仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。