本發(fā)明涉及提高陽(yáng)極氧化鋁模板生長(zhǎng)效率及產(chǎn)量的裝置，特別是涉及一種制備陽(yáng)極氧化鋁模板的裝置。

背景技術(shù)：

陽(yáng)極氧化鋁模板是一種微納尺寸硬模板，其不但具有良好的陣列空間限域功能，同時(shí)具備耐高溫、耐酸堿、有較高微觀機(jī)械強(qiáng)度等特點(diǎn)，因而被廣泛使用在納米材料制備、催化反應(yīng)、微尺度分離技術(shù)以及微觀反應(yīng)容器等方面，近年來(lái)隨著納米材料科研與應(yīng)用熱度不斷攀升，對(duì)優(yōu)質(zhì)有序的陽(yáng)極氧化鋁模板需求量也在急速上升，而目前商品化陽(yáng)極氧化鋁模板最大的海外公司英國(guó)whatman公司已停產(chǎn)該產(chǎn)品，而國(guó)內(nèi)現(xiàn)今主要陽(yáng)極氧化鋁模板的來(lái)源多為自行制備或部分科研院所（如中科院物理所等）或高校（西北工業(yè)大學(xué)）自產(chǎn)自銷。在模板產(chǎn)品質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)化上并無(wú)保障，且制備模板時(shí)的工藝穩(wěn)定性，可操作性出現(xiàn)水平參差不齊的情況，因而開(kāi)發(fā)一種能夠高效大批量生產(chǎn)制備優(yōu)質(zhì)陽(yáng)極氧化鋁模板且工藝可控的裝置成為了急需。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：目前國(guó)內(nèi)外無(wú)標(biāo)準(zhǔn)化陽(yáng)極氧化鋁模板生產(chǎn)制備裝置，在產(chǎn)品質(zhì)量上并無(wú)保障且制備模板時(shí)的工藝穩(wěn)定性和可操作性出現(xiàn)水平參差不齊的問(wèn)題。

本發(fā)明的目的在于提供一種制備陽(yáng)極氧化鋁模板的裝置，包括底端氧化裝置、中端氧化裝置、頂端氧化裝置、進(jìn)液電極管18、負(fù)極電源線ⅰ19、熱電偶夾具ⅰ20、進(jìn)液軟管21、進(jìn)液泵機(jī)22、出液軟管23、熱電偶夾具ⅱ24、頂端氧化層封蓋出液口25、出液泵機(jī)26、負(fù)極電源線ⅱ27、出液電極管28、正極電源線29，底端氧化裝置、中端氧化裝置、頂端氧化裝置從下到上依次密封連接，中端氧化裝置的個(gè)數(shù)≥1；所述底端氧化裝置包括底端氧化層下液槽1、底端氧化層密封圈帶3、底端氧化層上液槽4、底端氧化層模具5，底端氧化層下液槽1底部封閉，底端氧化層上液槽4上下開(kāi)口；所述中端氧化裝置包括中端氧化層下液槽6、中端氧化層密封圈帶8、中端氧化層上液槽9、中端氧化層模具10；中端氧化層下液槽6底部封閉，中端氧化層上液槽9上下開(kāi)口；

所述頂端氧化裝置包括頂端氧化層下液槽11、頂端氧化層密封圈帶12、頂端氧化層上液槽14、頂端氧化層模具15、頂端氧化層封蓋16、頂端氧化層封蓋進(jìn)液口17、頂端氧化層封蓋出液口25，頂端氧化層下液槽11底部封閉，頂端氧化層上液槽14上下開(kāi)口，頂端氧化層封蓋16密封嵌套于頂端氧化層上液槽14上方，頂端氧化層封蓋16上設(shè)有頂端氧化層封蓋進(jìn)液口17和頂端氧化層封蓋出液口25；進(jìn)液電極管18上設(shè)有小孔，穿過(guò)頂端氧化層封蓋進(jìn)液口17依次與底端氧化裝置、中端氧化裝置、頂端氧化裝置的上液槽和下液槽連通，進(jìn)液軟管21和進(jìn)液電極管18通過(guò)熱電偶夾具ⅰ20密封連接，進(jìn)液軟管21與進(jìn)液泵機(jī)22連接，負(fù)極電源線ⅰ19連接于熱電偶夾具ⅰ20上；出液電極管28上設(shè)有小孔，穿過(guò)頂端氧化層封蓋出液口25依次與底端氧化裝置、中端氧化裝置、頂端氧化裝置的上液槽和下液槽連通，出液軟管23和出液電極管28通過(guò)熱電偶夾具ⅱ24密封連接，出液軟管23與出液泵機(jī)26連接，負(fù)極電源線ⅱ27連接于熱電偶夾具ⅱ24上；正極電源線29與底端氧化裝置、中端氧化裝置、頂端氧化裝置中的原材料鋁箔連接。

優(yōu)選的，本發(fā)明所述底端氧化層下液槽1、底端氧化層上液槽4、中端氧化層下液槽6、中端氧化層上液槽9、頂端氧化層下液槽11、頂端氧化層上液槽14、頂端氧化層封蓋16采用有機(jī)玻璃材質(zhì)。

優(yōu)選的，本發(fā)明所述底端氧化層模具5、中端氧化層模具10、頂端氧化層模具15均采用聚四氟乙烯材質(zhì)。

優(yōu)選的，本發(fā)明所述進(jìn)液電極管18、出液電極管28上設(shè)有小孔，依次與底端氧化裝置、中端氧化裝置、頂端氧化裝置的上液槽連通，與下液槽不連通。

本發(fā)明所述熱電偶夾具ⅰ20、熱電偶夾具ⅱ24均具有密封和循環(huán)導(dǎo)電功能。

本發(fā)明所述裝置還可以設(shè)計(jì)為兩層結(jié)構(gòu)，包括底端氧化裝置和頂端氧化裝置，不包括中端氧化裝置。

本發(fā)明所述頂端氧化層封蓋進(jìn)液口17和頂端氧化層封蓋出液口25位于頂端氧化層封蓋16的對(duì)稱位置上，使進(jìn)液電極管18和出液電極管28處于對(duì)稱位置，能最大面積均勻化電位線分布。

本發(fā)明的陽(yáng)極氧化鋁模板制備裝置工作時(shí)：通過(guò)底端氧化層下液槽、底端氧化層密封圈帶、底端氧化層上液槽組合成底端氧化層，通過(guò)中端氧化層下液槽、中端氧化層密封圈帶、中端氧化層上液槽組合成中端氧化層，通過(guò)頂端氧化層密封圈帶、頂端氧化層上液槽、頂端氧化層下液槽組合成頂端氧化層，將底端氧化層、中端氧化層、頂端氧化層和頂端氧化層封蓋嵌套組合形成裝置主體，將底端氧化層鋁箔、中端氧化層鋁箔、頂端氧化層鋁箔分別密封固定于底端氧化層、中端氧化層、頂端氧化層中間并連接上正極電源線，形成正極，將底端氧化層模具、中端氧化層模具、頂端氧化層模具分別固定貼合于各自氧化層內(nèi)的鋁箔原材料上來(lái)控制氧化面積和形狀，將進(jìn)液電極管和出液電極管契合穿套過(guò)頂端氧化層封蓋進(jìn)液口和頂端氧化層封蓋出液口直至底端氧化層下液槽，將熱電偶夾具ⅰ、熱電偶夾具ⅱ分別密封于進(jìn)液電極管和出液電極管上，再將負(fù)極電源線ⅰ和負(fù)極電源線ⅱ分別連接于熱電偶夾具ⅰ和熱電偶夾具ⅱ，使進(jìn)液電極管和出液電極管具備負(fù)極功能，再通過(guò)進(jìn)液泵機(jī)、出液泵機(jī)、進(jìn)液軟管和出液軟管將氧化液送入進(jìn)液電極管和出液電極管，并通過(guò)其分散送入不同氧化層。

本發(fā)明的有益效果為：

（1）本發(fā)明所述裝置采用電解質(zhì)循環(huán)流動(dòng)體系，不但能有效準(zhǔn)確控制陽(yáng)極氧化鋁模板制備過(guò)程中的反應(yīng)環(huán)境溫度，可定量控制制備過(guò)程中電解質(zhì)的濃度含量和電解質(zhì)成分分散均勻性，保證反應(yīng)的均勻性和準(zhǔn)確性；以上工藝效果均能大幅提高陽(yáng)極氧化鋁模板質(zhì)量。

（2）采用不銹鋼材質(zhì)的進(jìn)/出液電極管作為電化學(xué)反應(yīng)負(fù)極端，其中進(jìn)/出液電極管上的孔結(jié)構(gòu)可以保證上述電解質(zhì)循環(huán)流動(dòng)體系的運(yùn)轉(zhuǎn)，在該電化學(xué)氧化反應(yīng)過(guò)程中不銹鋼材電極管的反應(yīng)效果基本接近稀貴金屬電極的反應(yīng)效果，因電極管形貌可大幅增加反應(yīng)面積貫穿了多層氧化層，2根電極管位置處于對(duì)稱角度，能最大面積均勻化電位線分布，保證陽(yáng)極氧化鋁模板質(zhì)量，同時(shí)因?yàn)槠浣饘偬匦钥梢酝ㄟ^(guò)負(fù)極電源線反饋回電流-時(shí)間曲線和溫度-時(shí)間曲線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)反應(yīng)過(guò)程以保證上述工藝可控性。

（3）采取多層氧化結(jié)構(gòu)，能在相同環(huán)境下大批量大面積生產(chǎn)制備相同質(zhì)量的優(yōu)質(zhì)陽(yáng)極氧化鋁模板，配套聚四氟乙烯模具能保證氧化時(shí)針對(duì)于正極端鋁箔原材料的電位線分布均勻且集中于氧化區(qū)，能在保證模板質(zhì)量的情況下，任意調(diào)整了模板的宏觀形狀。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的組合結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的拆分結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：1-底端氧化層下液槽、2-底端氧化層鋁箔、3-底端氧化層密封圈帶、4-底端氧化層上液槽、5-底端氧化層模具、6-中端氧化層下液槽、7-中端氧化層鋁箔、8-中端氧化層密封圈帶、9-中端氧化層上液槽、10-中端氧化層模具、11-頂端氧化層下液槽、12-頂端氧化層密封圈帶、13-頂端氧化層鋁箔、14-頂端氧化層上液槽、15-頂端氧化層模具、16-頂端氧化層封蓋、17-頂端氧化層封蓋進(jìn)液口、18-進(jìn)液電極管、19-負(fù)極電源線ⅰ、20-熱電偶夾具ⅰ、21-進(jìn)液軟管、22-進(jìn)液泵機(jī)、23-出液軟管、24-熱電偶夾具ⅱ、25-頂端氧化層封蓋出液口、26-出液泵機(jī)、27-負(fù)極電源線ⅱ、28-出液電極管、29-正極電源線。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于所述內(nèi)容。

實(shí)施例1

本實(shí)施例所述制備陽(yáng)極氧化鋁模板的裝置（如圖1~2所示），包括底端氧化裝置、中端氧化裝置、頂端氧化裝置、進(jìn)液電極管18、負(fù)極電源線ⅰ19、熱電偶夾具ⅰ20、進(jìn)液軟管21、進(jìn)液泵機(jī)22、出液軟管23、熱電偶夾具ⅱ24、頂端氧化層封蓋出液口25、出液泵機(jī)26、負(fù)極電源線ⅱ27、出液電極管28、正極電源線29，底端氧化裝置、中端氧化裝置、頂端氧化裝置從下到上依次密封連接，本實(shí)施例中中端氧化裝置的個(gè)數(shù)為1個(gè)，在使用過(guò)程中根據(jù)實(shí)際需要可任意增加中端氧化裝置的數(shù)量。

所述底端氧化裝置包括底端氧化層下液槽1、底端氧化層密封圈帶3、底端氧化層上液槽4、底端氧化層模具5，底端氧化層下液槽1底部封閉，底端氧化層上液槽4上下開(kāi)口；使用時(shí)再將各個(gè)部件進(jìn)行組裝，具體為：將底端氧化層鋁箔2通過(guò)底端氧化層密封圈帶3密封固定于底端氧化層下液槽1和底端氧化層上液槽4中間，形成底端氧化層，將底端氧化層模具5固定貼合在底端氧化層內(nèi)的底端氧化層鋁箔2上。

所述中端氧化裝置包括中端氧化層下液槽6、中端氧化層密封圈帶8、中端氧化層上液槽9、中端氧化層模具10；中端氧化層下液槽6底部封閉，中端氧化層上液槽9上下開(kāi)口；使用時(shí)再將各個(gè)部件進(jìn)行組裝，具體為：將中端氧化層下液槽6密封嵌套于底端氧化層上液槽4上方，中端氧化層鋁箔7通過(guò)中端氧化層密封圈帶8密封固定于中端氧化層下液槽6和中端氧化層上液槽9中間，形成中端氧化層，將中端氧化層模具10固定貼合在中端氧化層內(nèi)的中端氧化層鋁箔7上。

所述頂端氧化裝置包括頂端氧化層下液槽11、頂端氧化層密封圈帶12、頂端氧化層上液槽14、頂端氧化層模具15、頂端氧化層封蓋16、頂端氧化層封蓋進(jìn)液口17、頂端氧化層封蓋出液口25，頂端氧化層下液槽11底部封閉，頂端氧化層上液槽14上下開(kāi)口，頂端氧化層封蓋16密封嵌套于頂端氧化層上液槽14上方，頂端氧化層封蓋16上設(shè)有頂端氧化層封蓋進(jìn)液口17和頂端氧化層封蓋出液口25；使用時(shí)再將各個(gè)部件進(jìn)行組裝，具體為：將頂端氧化層下液槽11密封嵌套于中端氧化層上液槽9上方，頂端氧化層鋁箔13通過(guò)頂端氧化層密封圈帶12密封固定于頂端氧化層下液槽11和頂端氧化層上液槽14中間，形成頂端氧化層，將頂端氧化層模具15固定貼合在頂端氧化層內(nèi)的頂端氧化層鋁箔13上，所述頂端氧化層封蓋16密封嵌套于頂端氧化層上液槽14上方。

進(jìn)液電極管18上設(shè)有小孔，穿過(guò)頂端氧化層封蓋進(jìn)液口17依次與底端氧化裝置、中端氧化裝置、頂端氧化裝置的上液槽和下液槽連通，進(jìn)液軟管21和進(jìn)液電極管18通過(guò)熱電偶夾具ⅰ20密封連接，進(jìn)液軟管21與進(jìn)液泵機(jī)22連接，負(fù)極電源線ⅰ19連接于熱電偶夾具ⅰ20上。

出液電極管28上設(shè)有小孔，穿過(guò)頂端氧化層封蓋出液口25依次與底端氧化裝置、中端氧化裝置、頂端氧化裝置的上液槽和下液槽連通，出液軟管23和出液電極管28通過(guò)熱電偶夾具ⅱ24密封連接，出液軟管23與出液泵機(jī)26連接，負(fù)極電源線ⅱ27連接于熱電偶夾具ⅱ24上；正極電源線29與底端氧化裝置、中端氧化裝置、頂端氧化裝置中的原材料鋁箔連接。

本實(shí)施例中所述底端氧化層下液槽1、底端氧化層上液槽4、中端氧化層下液槽6、中端氧化層上液槽9、頂端氧化層下液槽11、頂端氧化層上液槽14、頂端氧化層封蓋16采用有機(jī)玻璃材質(zhì)，在實(shí)際使用過(guò)程中根據(jù)實(shí)際需要也可以選擇其他材料。

本實(shí)施例中所述底端氧化層模具5、中端氧化層模具10、頂端氧化層模具15采用聚四氟乙烯材質(zhì)，在實(shí)際使用過(guò)程中根據(jù)實(shí)際需要也可以選擇其他材料。

本實(shí)施例所述頂端氧化層封蓋進(jìn)液口17和頂端氧化層封蓋出液口25位于頂端氧化層封蓋16的對(duì)稱位置上，使進(jìn)液電極管18和出液電極管28處于對(duì)稱位置，能最大面積均勻化電位線分布。

實(shí)施例2

本實(shí)施例所述制備陽(yáng)極氧化鋁模板的裝置與實(shí)施例1相同，不同在于本實(shí)施例所述進(jìn)液電極管18、出液電極管28上設(shè)有小孔，依次與底端氧化裝置、中端氧化裝置、頂端氧化裝置的上液槽連通，與下液槽不連通。

實(shí)施例3

本實(shí)施例所述制備陽(yáng)極氧化鋁模板的裝置與實(shí)施例1相同，不同在于本實(shí)施例所述裝置設(shè)計(jì)為兩層結(jié)構(gòu)，即包括底端氧化裝置和頂端氧化裝置，不包括中端氧化裝置。

實(shí)施例4

本實(shí)施例所述制備陽(yáng)極氧化鋁模板的裝置與實(shí)施例1相同，不同在于本實(shí)施例所述裝置設(shè)計(jì)為兩層結(jié)構(gòu)，即包括底端氧化裝置和頂端氧化裝置，不包括中端氧化裝置；所述進(jìn)液電極管18、出液電極管28上設(shè)有小孔，依次與底端氧化裝置、頂端氧化裝置的上液槽連通，與下液槽不連通。