一種超聲波噴霧微波消解協同作用反應器制造技術

本實用新型專利技術屬于化學有機合成設備技術領域，涉及一種超聲波噴霧微波消解協同作用反應器，包括鼓風機、超聲波噴霧器、機械攪拌裝置、微波反應器、分水器、過濾裝置以及溶劑干燥裝置；鼓風機依次通過超聲波噴霧器以及微波反應器與過濾裝置相貫通；超聲波噴霧器頂部設置有進樣口；機械攪拌裝置設置在微波反應器內部；分水器設置在微波反應器頂部并與微波反應器相貫通；過濾裝置頂部設置有過濾裝置進口；過濾裝置的側部設置有產物取樣口；溶劑干燥裝置設置在過濾裝置底部并與過濾裝置相貫通。本實用新型專利技術的目的是提供一種能夠實現多種類型的有機合成反應以及可將常規反應的產率明顯提升的超聲波噴霧微波消解協同作用反應器。

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于化學有機合成設備
，涉及一種反應器，尤其涉及一種超聲波噴霧微波消解協同作用反應器。
技術介紹
隨著科技的發展，在有機合成領域中有越來越多的技術應用到化合物的合成中，目的就是為了使反應物之間的有效碰撞幾率增大與提供足夠的能量達到反應活化能，在有機合成
中要達到分子活化能，常規方法是加熱回流，利用熱能促進反應體系的活化。超聲波噴霧法是一種新型有機合成技術手段，其利用電子高頻震蕩，通過陶瓷霧化片的高頻諧振，將溶劑間的分子鍵打散而產生自然飄逸的霧氣，不需加熱或添加任何化學試劑。超聲波是指頻率高于20000Hz的機械波。它在媒質中傳播能引起媒質分子之間的劇烈摩擦和熱量消散，從而產生各種初級和次級的超聲波效應，如超聲波熱效應、化學效應、空化效應、機械效應及其他物理效應等。由于超聲波的“空化”作用可造成反應體系活性的變化，產生足以引起發生化學反應的瞬時高溫高壓，形成局部高能中心，促進化學反應順利進行。利用超聲波噴霧法能提供巨大的能量使溶液由液相變為氣相，使物質之間混合更充分。微波消解技術應用于有機合成反應顯示了較大的生命力，其反應速度比常規方法要加快數十甚至數千倍，并且能合成出常規方法難以生成的物質，正越來越廣泛地應用于材料、制藥、化工及其他相關科研和教學領域。微波消解具有密閉容器反應和微波加熱兩個特點，通過高溫高壓氣化反應物，產生的氣溶膠溶解試樣，均相反應，微波消解與氣溶膠協同作用，決定了其反應時間短，反應原料不揮發，可回收利用等優點，有效地降低了生產成本，節能環保，并且操作簡單，收率較高。微波反應是物質吸收微波的能量后自身發熱，加熱從物質內部、外部同時開始，能做到里外同時加熱，同時微波加熱還有良好的選擇性，物質吸波能力越強，從微波那里得到的能量就越多，越有利于加熱。在有機合成領域中，常規加熱回流，其優點是易于操作、實驗簡便、成本低，但缺點也很突出：樣品混合不均勻，加熱不充分，反應耗時長，溶劑損耗大，不能連續反應，無法大量生產等缺點；超聲波噴霧法雖然能讓反應物之間混合充分，但是不能加熱到很高的溫度也是其短板；微波消解技術雖然能加熱到很高的溫度，但反應物之間混合不充分也是其不足之處。如何設計一種協同反應器，將加熱回流、超聲波噴霧法和微波消解技術更好地應用于有機合成反應，特別是面對一些難以合成的反應，提高產率，達到工業化標準，是有機化學家一直亟待解決的問題。
技術實現思路
針對
技術介紹
中存在的這些技術問題，本技術的目的是提供一種能夠實現多種類型的有機合成反應以及可將常規反應的產率明顯提升的超聲波噴霧微波消解協同作用反應器。為實現上述目的，本技術采用如下技術方案：一種超聲波噴霧微波消解協同作用反應器，其特征在于：所述超聲波噴霧微波消解協同作用反應器包括鼓風機、超聲波噴霧器、機械攪拌裝置、微波反應器、分水器、過濾裝置以及溶劑干燥裝置；所述鼓風機依次通過超聲波噴霧器以及微波反應器與過濾裝置相貫通；所述超聲波噴霧器頂部設置有進樣口；所述機械攪拌裝置設置在微波反應器內部；所述分水器設置在微波反應器頂部并與微波反應器相貫通；所述過濾裝置頂部設置有過濾裝置進口；所述過濾裝置的側部設置有產物取樣口；所述溶劑干燥裝置設置在過濾裝置底部并與過濾裝置相貫通。作為優選，本技術所采用的過濾裝置底部設置有帶有濾膜的出液口；所述過濾裝置通過帶有濾膜的出液口與溶劑干燥裝置相貫通。作為優選，本技術所采用的分水器頂部設置有接口。作為優選，本技術所采用的接口上設置有與接口相貫通的回流裝置。作為優選，本技術所采用的機械攪拌裝置包括電機以及與電機相連的葉輪；所述葉輪設置在微波反應器中；所述電機設置在微波反應器頂部。作為優選，本技術所采用的過濾裝置進口是注水口或加壓口。作為優選，本技術所采用的進樣口與超聲波噴霧器之間設置有第一開關；所述超聲波噴霧器與微波反應器之間設置有第二開關；所述分水器與微波反應器之間設置有第三開關；所述分水器包括出水口；所述出水口處設置有第四開關；所述微波反應器與過濾裝置之間設置有第五開關；所述過濾裝置與溶劑干燥裝置之間設置有第六開關。作為優選，本技術所采用的溶劑干燥裝置是可拆卸的。作為優選，本技術所采用的超聲波噴霧器的額定功率為220W。本技術主要有以下有益效果：本技術的目的是提供一種超聲波噴霧微波消解協同作用反應器，主要包括鼓風機、超聲波噴霧器、微波反應器(普通加熱器)、過濾裝置、溶劑干燥裝置。此反應器既可以在空氣下進行反應，也可以通惰性氣體進行反應；該反應器能完成加成、取代、酯化、水解、烷(酰)基化、聚合、縮合、環合和氧化等許多類型的有機合成反應；通過超聲波與微波消解協同作用能將常規反應的產率明顯提升，產物純度能達工業級標準，還能提高一些在常規條件下難以完成的反應的產率；溶劑能在反應結束后通過干燥回收，實現循環利用。超聲波“空化”作用提供的能量有利于反應分子之間的碰撞，微波消解使反應分子受熱均勻有利于達到反應的活化能并加速反應，超聲波與微波消解之間相輔相成協同進行，使反應進行得更充分。使用超聲波噴霧法將反應液霧化噴灑到微波反應器(可加熱回流)中反應具有高效、條件溫和、操作簡便等特點，它還能較容易地合成一些常規方法難以合成的目標化合物。附圖說明圖1是本技術在實施例1中所采用的超聲波噴霧微波消解協同作用反應器的結構示意圖；圖2是本技術在實施例2中所采用的超聲波噴霧微波消解協同作用反應器的結構示意圖；其中：1-鼓風機；2-進樣口；3-超聲波噴霧器；4-機械攪拌裝置；5-微波反應器(普通加熱器)；6-分水器；7-接口；8-過濾裝置進口；9-過濾裝置；10-產物取樣口；11-帶有濾膜的出液口；12-溶劑干燥裝置；13-第一開關；14-第二開關；15-第三開關；16-第四開關；17-第五開關；18-第六開關；19-回流裝置具體實施方式下面結合具體實施方式對本技術作進一步說明，但并不因此將本技術限定在以下具體方式之中。參見圖1以及圖2，本技術提供了一種超聲波噴霧微波消解協同作用反應器，超聲波噴霧微波消解協同作用反應器包括鼓風機1、超聲波噴霧器3、機械攪拌裝置4、微波反應器5、分水器6、過濾裝置9以及溶劑干燥裝置12；鼓風機1依次通過超聲波噴霧器3以及微波反應器5與過濾裝置9相貫通；超聲波噴霧器3頂部設置有進樣口2；機械攪拌裝置4設置在微波反應器5內部；分水器6設置在微波反應器5頂部并與微波反應器5相貫通；過濾裝置9頂部設置有過濾裝置進口；過濾裝置9的側部設置有產物取樣口10；溶劑干燥裝置12設置在過濾裝置9底部并與過濾裝置9相貫通。過濾裝置9底部設置有帶有濾膜的出液口11；過濾裝置9通過帶有濾膜的出液口11與溶劑干燥裝置12相貫通。分水器6頂部設置有接口7。接口7上設置有與接口7相貫通的回流裝置19。機械攪拌裝置4包括電機以及與電機相連的葉輪；葉輪設置在微波反應器5中；電機設置在微波反應器5頂部。過濾裝置進口是注水口或加壓口。進樣口2與超聲波噴霧器3之間設置有第一開關13；超聲波噴霧器3與微波反應器5之間設置有第二開關14；分水器6與微波反應器5之間設置有第三開關15；分水器6包括出水口；出水口處設置有第四開關16；微波反應器5與過濾裝置本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種超聲波噴霧微波消解協同作用反應器，其特征在于：所述超聲波噴霧微波消解協同作用反應器包括鼓風機（1）、超聲波噴霧器（3）、機械攪拌裝置（4）、微波反應器（5）、分水器（6）、過濾裝置（9）以及溶劑干燥裝置（12）；所述鼓風機（1）依次通過超聲波噴霧器（3）以及微波反應器（5）與過濾裝置（9）相貫通；所述超聲波噴霧器（3）頂部設置有進樣口（2）；所述機械攪拌裝置（4）設置在微波反應器（5）內部；所述分水器（6）設置在微波反應器（5）頂部并與微波反應器（5）相貫通；所述過濾裝置（9）頂部設置有過濾裝置進口；所述過濾裝置（9）的側部設置有產物取樣口（10）；所述溶劑干燥裝置（12）設置在過濾裝置（9）底部并與過濾裝置（9）相貫通。

【技術特征摘要】
1.一種超聲波噴霧微波消解協同作用反應器，其特征在于：所述超聲波噴霧微波消解協同作用反應器包括鼓風機（1）、超聲波噴霧器（3）、機械攪拌裝置（4）、微波反應器（5）、分水器（6）、過濾裝置（9）以及溶劑干燥裝置（12）；所述鼓風機（1）依次通過超聲波噴霧器（3）以及微波反應器（5）與過濾裝置（9）相貫通；所述超聲波噴霧器（3）頂部設置有進樣口（2）；所述機械攪拌裝置（4）設置在微波反應器（5）內部；所述分水器（6）設置在微波反應器（5）頂部并與微波反應器（5）相貫通；所述過濾裝置（9）頂部設置有過濾裝置進口；所述過濾裝置（9）的側部設置有產物取樣口（10）；所述溶劑干燥裝置（12）設置在過濾裝置（9）底部并與過濾裝置（9）相貫通。2.根據權利要求1所述的超聲波噴霧微波消解協同作用反應器，其特征在于：所述過濾裝置（9）底部設置有帶有濾膜的出液口（11）；所述過濾裝置（9）通過帶有濾膜的出液口（11）與溶劑干燥裝置（12）相貫通。3.根據權利要求2所述的超聲波噴霧微波消解協同作用反應器，其特征在于：所述分水器（6）頂部設置有接口（7）。4.根據權利要求3所述的超聲波噴霧微波消解協同作用反應器，其特征在于：所述接口（7）上...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳連清，黃裕峰，王華陽，
申請(專利權)人：中南民族大學，
類型：新型
國別省市：湖北;42