專利名稱：基于分子自組裝制備超薄膜的反應器的制作方法
專利說明
一、技術領域該分子自組裝反應器用于有機分子在固體表面的自組裝成膜技術，屬超薄膜制備技術領域。
自組裝(Self-assembly，SA)是靠自發(fā)的化學反應形成有序分子膜的過程，它的原理早在1964即見報道，但直到80年代才作為一種專門的成膜技術進行研究，在過去20多年里取得了很大的發(fā)展。由于可以對成膜分子進行設計合成，因而可通過精確的化學或光電控制形成各種各樣的自組裝單層或多層膜。通常自組裝的基本方法是將處理后的基片浸入待組裝分子的有機溶液中，在惰性氣體保護下，待組裝分子的反應基(頭基)與基片表面物質(zhì)發(fā)生自發(fā)的化學反應，在基片表面形成以化學鍵連接的有機超薄膜，如果單層膜表面也具有某種反應活性基團，則又可與其它物質(zhì)反應，從而形成多層膜。組裝過程對組裝液、組裝設備的潔凈度要求很高，其工藝流程主要包括基片除油、淋洗、組裝、吹干保護等工序，其中組裝工序是核心。由于分子自組裝技術尚未工業(yè)化，目前科研中使用的組裝器大多是借用燒杯類容器，操作不便且易污染。
三、技術內(nèi)容1、技術問題本實用新型的發(fā)明目的是提供一種克服現(xiàn)有設備功能單一、操作不便等缺陷，以滿足自組裝這一新成膜技術對設備的多種要求的基于分子自組裝制備超薄膜的反應器。
2、技術方案本實用新型的基于分子自組裝制備超薄膜的反應器主要由筒體、氣體分布板、光源器、圓形封蓋所組成，在筒體的上部連接有圓形封蓋，在筒體內(nèi)的下部設有氣體分布板，光源器插在圓形封蓋上的中心孔中，其光源器的主體位于筒體的中央；在筒體的下底部設有出液閥，側面設有氮氣入口，在圓形封蓋上部還設有氮氣出口，在夾套上設有進水口、出水口。
筒體為帶夾套的圓筒體，在筒體的內(nèi)壁設有一氣體通道，該氣體通道的一頭與氮氣入口連通，另一頭通向筒體的底部與氣體分布板相接。
氣體分布板由接口、進氣管、氣盒、環(huán)板、出氣管、撐腳所組成，進氣管和出氣管分別以氣盒為中心連通，組成放射狀結構，環(huán)板以氣盒為中心，分別與進氣管和出氣管相固定，在出氣管上還設有氣孔，撐腳位于氣體分布板的下面。
光源器由石英夾套、燈帽、燈管、燈座、外塞、內(nèi)塞組成，燈管位于石英夾套內(nèi)，燈帽位于燈管的下端，燈座位于燈管的上端，內(nèi)塞蓋在石英夾套內(nèi)，外塞蓋在石英夾套外，進水口和出水口與石英夾套相連通。
本發(fā)明集溫控、光控及氣控于一體，在確保實現(xiàn)組裝工藝要求的同時，做到結構簡單，便于清洗保潔，操作方便。
3、技術效果(1)自組裝器可在不同溫度、不同光控條件下進行組裝，既滿足了一般自組裝工藝要求，又適用于光激發(fā)成膜、單體原位光聚合成膜反應的場合，適用面廣。
(2)隱形氣體通道和可拆卸的氣體分布柵板，設計巧妙新穎，滿足了配制組裝液通氣攪拌、除氧等要求，又使內(nèi)部結構簡單，筒體、部件便于清洗，避免污染。
(3)平錐底的設計，使筒體與底部交接處不易積液藏污物，同樣確保了自組裝工藝對設備潔凈的高要求。
(4)與自組裝器幾乎等高的內(nèi)置式光源器，確保了被組裝件的受光面積，石英或透紫外玻璃的夾套既滿足光控要求，又可用于燈管發(fā)熱冷卻；光源器拆裝容易，操作簡便。
圖2是


圖1中氣體分布板6的結構示意圖。其中有接口61，進氣管62，氣盒63，環(huán)板64，出氣管65，氣孔66，撐腳67。
圖3是
圖1中光源器9的結構示意圖。其中有石英夾套91，燈帽92，燈管93，燈座94，外塞95，進水口96，出水口98，導線97，內(nèi)塞99。
圖4是
圖1中A-A處的剖視結構示意圖。
主要由筒體1、氣體分布板6、光源器9、圓形封蓋13所組成，在筒體1的上部連接有圓形封蓋13，在筒體1內(nèi)的下問設有氣體分布板6，光源器9插在圓形封蓋13上的中心孔15中，其光源器9的主體位于筒體1的中央；在筒體1的下底部設有出液閥5，側面設有氮氣入口11、12，在圓形封蓋13上部還設有氮氣出口16，筒體1為帶夾套的圓筒體，在夾套上設有進水口7、2筒體1的內(nèi)壁設有一氣體通道10，該氣體通道的一頭與氮氣入口11連通，另一頭通向筒體1的底部與氣體分布板6相接。、1、主體的筒體和夾套可分別采用規(guī)格為Φ219mm和Φ273mm的不銹鋼管材制作，也可均用厚2～4mm的板材卷制。
2、隱形氣體通道與筒內(nèi)壁間距最大處約8mm，與氣體分布板用連接頭相連，即通道一側接口加工成絲扣與分布板一側螺帽相接。
3、錐底與筒體焊接相連，其斜面與筒截面夾角約成5°；出液管焊于錐底，管徑為Φ22mm，閥為4′閘閥，在閥兩側管均加工成絲扣與閥相連。
4、圓封蓋高60mm，其上中心孔直徑上大下小，上為Φ72mm下為Φ62mm，溫度計插孔內(nèi)徑和N2出口管徑均為Φ16；封蓋與筒體法蘭相接，法蘭寬25mm厚6mm。
氣體分布板6由接口61、進氣管62、氣盒63、環(huán)板64、出氣管65、撐腳67所組成，進氣管62和出氣管65分別以氣盒63為中心連通，組成放射狀結構，環(huán)板64以氣盒63為中心，分別與進氣管62和出氣管65相固定，在出氣管65上還設有氣孔66，撐腳67位于氣體分析板6的下面。
5、氣體分布板外徑Φ165mm，進氣管Φ12mm、出氣管Φ8mm，出氣管上的小氣孔Φ4mm，孔口向下；環(huán)板可用厚6mm的板制作，板寬25mm，環(huán)板位置與小氣孔的位置錯開；三個撐腳互成120°，其高度約15mm，隱形氣體通道與氣體分布板的接口位置也由此而定。
光源器9由石英夾套91、燈帽92、燈管93、燈座94、外塞95、內(nèi)塞99組成，燈管93位于石英夾套91內(nèi)，燈帽92位于燈管93的下端，燈座94位于燈管93的上端，內(nèi)塞蓋在石英夾套內(nèi)，外塞蓋在石英夾套外，，進水口96和出水口98與石英夾套91相連通。
6、光源器中紫外燈管長200mm，導線從內(nèi)塞中心穿出；石英夾套外層外徑為Φ52mm，內(nèi)層內(nèi)徑為Φ40mm；套于石英夾套外的外塞為整個光源器的固定塞，固定于組裝反應器封蓋中心孔內(nèi)；內(nèi)、外塞材質(zhì)可用聚四氟乙烯或橡膠。
7、組裝器夾套進出水管直徑Φ16mm，管口加工成倒牙；N2進口管徑Φ12mm，出口管徑Φ16mm，進出閥均用球閥，閥兩側管口加工成螺帽連接頭，與閥相連。
8、所有的焊接均要求氬弧焊，焊縫盡量光滑，特別是隱形氣體通道與內(nèi)筒壁的焊縫。
根據(jù)以上所述，便可實現(xiàn)本發(fā)明。
權利要求1.一種基于分子自組裝制備超薄膜的反應器，其特征在于該反應器主要由筒體(1)、氣體分布板(6)、光源器(9)、圓形封蓋(13)所組成，在筒體(1)的上部連接有圓形封蓋(13)，在筒體(1)內(nèi)的下部設有氣體分布板(6)，光源器(9)插在圓形封蓋(13)上的中心孔(15)中，其光源器(9)的主體位于筒體(1)的中央；在筒體(1)的下底部設有出液閥(5)，側面設有氮氣入口(11、12)，在圓形封蓋(13)上部還設有氮氣出口(16)，在夾套(3)上設有進水口(7)、出水口(2)。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于分子自組裝制備超薄膜的反應器，其特征在于筒體(1)為帶夾套的圓筒體，在筒體(1)的內(nèi)壁設有一氣體通道(10)，該氣體通道的一頭與氮氣入口(11)連通，另一頭通向筒體(1)的底部與氣體分布板(6)相接。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的基于分子自組裝制備超薄膜的反應器，其特征在于氣體分布板(6)由接口(61)、進氣管(62)、氣盒(63)、環(huán)板(64)、出氣管(65)、撐腳(67)所組成，進氣管(62)和出氣管(65)分別以氣盒(63)為中心連通，組成放射狀結構，環(huán)板(64)以氣盒(63)為中心，分別與進氣管(62)和出氣管(65)相固定，在出氣管(65)上還設有氣孔(66)，撐腳(67)位于氣體分布板(6)的下面。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的基于分子自組裝制備超薄膜的反應器，其特征在于光源器(9)由石英夾套(91)、燈帽(92)、燈管(93)、燈座(94)、外塞(95)、內(nèi)塞(99)組成，燈管(93)位于石英夾套(91)內(nèi)，燈帽(92)位于燈管(93)的下端，燈座(94)位于燈管(93)的上端，內(nèi)塞(99)蓋在石英夾套(91)內(nèi)，外塞(95)蓋在石英夾套(91)外，進水口(96)和出水口(98)與石英夾套(91)相連通。
專利摘要基于分子自組裝制備超薄膜的反應器是用于有機分子在固體表面的自組裝成膜技術，屬超薄膜制備技術領域，該反應器主要由筒體1、氣體分布板6、光源器9、圓形封蓋13所組成，在筒體1的上部連接有圓形封蓋13，在筒體1內(nèi)的下問設有氣體分布板6，光源器9插在圓形封蓋13上的中心孔15中，其光源器9的主體位于筒體1的中央；在筒體1的下底部設有出液閥5，側面設有氮氣入口11、12，在圓形封蓋13上部還設有氮氣出口16，在夾套3上設有進水口7、出水口2，該自組裝器可在不同溫度、不同光控條件下進行組裝，既滿足了一般自組裝工藝要求，又適用于光激發(fā)成膜、單體原位光聚合成膜反應的場合，適用面廣。
文檔編號B05D1/00GK2573083SQ02257680
公開日2003年9月17日 申請日期2002年10月11日 優(yōu)先權日2002年10月11日
發(fā)明者劉金紅, 顧寧, 王怡紅, 郭志睿 申請人:東南大學